小樟的成长日记（大寒篇）

请听：大不自多，海纳江河——

引

大家好，我是小樟！廿四节气最后节气大寒，年味渐浓，家呼唤我们回归，水是生命的故乡，也呼唤生命回归。大寒日分享电解水研究：生命故乡，二氢一氧。和水分子一起找乡愁吧！

图1：水与小樟的联结：在很水的学校（海纳江河的地方），跟很水的老师（硕导专业水处理）做很水的研究（硕士课题电解水）。

为何研究电解水？

寒露，作新能源生态位：吸收能量，点亮未来!大寒进一步深入：为何研究电解水？专业说法：把太阳能和风能等不连续的能量转化成电能，通过电解水产生氢和氧转化为化学能，实现能源的存储，以待进一步利用。这个过程与植物的光合作用十分相似：通过光合作用把太阳能转化成生物体的化学能并释放氧气，同时基于电解水的人工光合作用也得到科学家的密切关注。

那小樟为何研究？其一很有用，可以发展氢能源减少化石燃料对生态环境的破坏，这是小樟一生的追求；其二很有趣，从初中开始用各种方法制氧：加热并用MnO₂催化H₂O₂/KClO₃制O₂、在家中用交流电电解H₂O制H₂和O₂。也许来自荒野乡愁，小樟更喜欢电解水法；其三是积累经验，电解水析氧反应为硕士课题，也是小樟项目式教学的自我试验。 

如何研究电解水？

首先认识水组成：氢和氧（图2）。氢是元素之父，在宇宙储量最多。氧是生命之母，在地壳和生物体含量最多。电解水就是将时光退回到氢爸爸和氧妈妈相遇的时光。那时候，氢爸爸拿着电子的信物，找到氧妈妈，经历热烈的爱情，水宝宝诞生了，也带来家的温暖。

图2：氢、氧与小樟联结。

但回归乡土路途中却充满坎坷，电解水制取氢气和氧气需要消耗很多能量，来翻越去往故乡的山峰。小樟的研究基于镍铁基材料，开发可工业应用的电解水材料，也与镍和铁结下缘分（图3）。去年今日（2019.1.20）小樟想：电解水催化剂的研究有困难需要克服（战斗），电解水催化剂能够推进能源转换（创造），从而缓解能源危机并从源头解决环境污染（服务）。其中，克服困难是前提，创造是关键，合成催化剂（物质）、发表论文（知识）、扩大深入（价值），服务（实验室，学校，家国）是目的！一年来，一篇论文投稿七次，很坦然。

图3：Ni、Fe与我们的联结。

结束语

主题一句话：水分子回乡！

图4：玉泉樟大寒近照：晴方好，雨亦奇。

封面图：姑苏城外山塘河。

参考文献：

 1. EfficientElectrocatalytic Oxygen Evolution at Extremely High Current Density over 3DUltrasmall Zero-Valent Iron-Coupled Nickel Sulfide Nanosheets.   Cheng, X.; Lei, C.; Yang, J.; Yang, B.; Li,Z.; Lu, J.; Zhang, X.; Lei, L.; Hou, Y.*; Ostrikov, K. K., ChemElectroChem2018, 5, 3866-3872. (IF=3.975)

2. A strongly coupled3D ternary Fe₂O₃@Ni₂P/Ni(PO₃)₂ hybrid for enhanced electrocatalytic oxygenevolution at ultra-high current densities.     Cheng, X.; Pan, Z.; Lei, C.; Jin, Y.; Yang, B.; Li, Z.; Zhang, X.; Lei, L.;Yuan, C.; Hou, Y.*, J. Mater. Chem. A. 2019,7, 965-971. (IF=10.733) (High Cited Paper)

3. Bimetallic Oxyhydroxide as High-PerformanceWater Oxidation Electrocatalyst at Industry-Relevant Conditions. Yuan, J. X.; Cheng, X. D.; Lei, C. J.; Yang, B.; Li, Z. J.; Luo, K.; Lam,K. H.; Lei, L. C.; Hou, Y.;* K. K. Ostrikov. Engineering,2020, xx, xxx-xxx. (IF=4.568)