【获奖项目】
点水成“气”，炭包金属的神奇催化作用——钴炭复合催化剂高效催化水分解制备氢气和氧气
【完成人介绍】
申报人金海燕，浙江大学化学系2015级博士研究生，曾获国家奖学金、浙江省化学会创新奖。所在团队成员还包括化学系王勇教授、2015级博士生王静、2014级博士生魏中哲、2013级硕士生苏叠峰。以王勇教授为课题组长的“先进材料与多相催化”团队致力于多孔纳米材料的设计合成及其在多相催化、能源转化与储存领域的应用基础研究。近年来，团队在Nat. Commun.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，ACS catal.等国际知名刊物上累积发表论文70余篇，授权国家发明专利10余项。
【成果简介】
氢能绿色、无污染，是未来最理想的新能源。水在自然界中广泛存在、最易获取，直接催化电解水制氢气是获取氢能的重要途径。水电解制氢涉及阴极析氢和阳极产氧两个半反应，反应动力学的限制要求提供高于理论分解电压的过电势来加速两极反应，导致严重的电能损失。本论文开发出了廉价的钴-炭复合催化剂，巧妙地利用不同价态钴金属对析氢与析氧性能的差异分别作为阴极和阳极电催化剂，并利用金属与氮掺杂炭材料的复合极大地提高了催化剂的导电性与稳定性，实现了在低过电势下高效、稳定催化水分解制备氢气和氧气。该工作的开展为开发廉价金属-炭复合催化剂提供了新思路，有望为电解水工业提供廉价、高效、持久的电催化剂。
【科研心得】
敢于尝试——揭开科研朦胧面纱
本人于2013年9月进入浙江大学攻读研究生，有幸加入王勇教授课题组，做氮掺杂碳金属复合材料并应用于能源转化和储存。15年3月硕转博，关于科研方面自己确实有很多感悟，愿意和大家分享，也希望得到大家宝贵的建议。
我性格外向，喜欢与不同的人交流，喜欢运动，喜欢新鲜刺激。当时对科研非常的懵懂，对一切都无知。记得刚刚踏入实验室时，导师让我的师兄带着我参观了实验室，所有的仪器熟悉了一遍。我当时充满了新鲜感，也充满了好奇，一开始先从阅读课题组已经发表的文献起步，自己总是看课题组已发表的相关文献，了解课题组做的方向和研究内容，但实质上看过之后总会忘。深深记得我刚进入实验室后，导师发给了我两篇文章，一篇是nature materials 上的关于乙醇电氧化的文章，一篇是关于生物质转化的，我当时读起来特别费劲，尤其是表征都不懂，但是老师规定了要在组会上讲，于是只得埋头认真的看，把每个表征手段都从网上查，自己去理解，我也想尽快的把文章读懂，想在组会上表现的好一点。那两篇文章我读了接近一周。
开学之后是非常忙碌的，为什么这样说呢？既要上课，还要做实验，每周都要汇报工作，还要讲文献，西溪和玉泉之间每周要来回好几次。现在回忆起来生活还是非常充实的，虽然累了些。在那段时间，自己无论是理论知识，还是科研实验都进步了许多，尤其是对自己的研究领域了解很多，读懂一篇文章从开始的一周，一天，再到两小时，现在只需要花几分钟就可以浏览一篇文章了解大意。这就是所谓的进步吧。
从开始到现在自己做过两个应用，一个是乙醇电氧化，一个是水分解，这两个应用都是实验室以前从来没有做过的，是自己尝试的新应用。相关的表征手段、理论知识都是自己一点点探索的，看书、看文献和做实验相结合，有时候一个研究方法，自己要尝试无数次，现在回忆起来其实也没有那么难。很多东西看起来很难，一定要去尝试，去动手做，做了之后才能真正的理解文献上讲的知识。所以很多新的知识，表征，没有接触过，大家不要因为不愿意去做而放弃，有的时候逼着自己去做，会发现自己有很大的潜力，成功了会非常的开心。
对于一篇工作而言，创新其实是比较难的。创新意味着你要去做别人没有做过的东西，别人很少提及的概念。这需要你敢于去做，大胆的去尝试。在做水分解这个实验时，自己当时想着有没有一种催化剂既可以制备氢气又可以制备氧气，后来文章写完，我自己并没有多大信心，文章投出去，会不会有很多人反对，但是这个概念当时很少有人提出，也是跟别人工作的不一样。但是内心又非常非常的担心，担心别人会反对。结果文章投出去，回来的意见非常好，是小修。这篇文章后来被高度引用成为热点论文，后来很多文章也引用了这个双功能催化剂、水的总分解这个概念。
有的时候一篇工作刚做的时候并没有多少新颖性，但是做的过程中，要善于发现奇特的地方，这也许会让你发现不一样的工作，把一篇文章讲一个不一样的故事。这也是你工作的创新的地方。所以在做实验的过程中，不要总是想着让实验结果按照自己预想的方向走，出现的很奇怪的结果说不定是很有价值的，所以大家不要轻易丢掉自己认为不好的、烂的结果。其次，大家实验过程中遇到有疑问的地方，可以经常和导师、同学讨论，讨论之后有时候会让自己豁然开朗。
（文：金海燕 图片设计：贺彩）