2023年11月21日，Wiley宣布旗下开放获取期刊《Advanced Energy Materials》在线发表了云南师范大学物理与电子信息学院王洪恩教授与复旦大学材料科学系方晓生教授、浙江工业大学郑华均教授、郑灵霞等合作的最新研究成果《Anionic Regulation and Heteroatom Doping of Ni-Based Electrocatalysts to Boost Biomass Valorization Coupled with Hydrogen Production》

https://doi.org/10.1002/aenm.202303557

Abstract

Electrocatalytic biomass valorization coupled with hydrogen production provides an efficient and economical way to achieve a zero-carbon economy. Ni-based electrocatalysts are promising candidates due to their intrinsic redox capabilities, but the rational design of active Ni site coordination is still a huge challenge. Herein, the combined strategies of surface reconstruction and heteroatom doping are adopted to modify Ni3S2 pre-catalysts and the obtained bimetallic catalyst exhibits superior electrocatalytic performance toward 5-hydroxymethylfurfural (HMF) oxidation to 2,5-furanedicarboxylic acid (FDCA). Specifically, the oxysulfide-coordinated amorphous NiOOH (NiOOH-SOx) active phase is in situ constructed following the anionic regulation mechanism, which endows numerous defects and unsaturated sites for anodic HMF oxidation. Cu heteroatom doping further modulates the electronic structure of active sites with abundant Lewis acidic sites, offering advanced capability for HMF adsorption. Several operando characterization techniques (in situ Raman, infrared, and electrochemical impedance spectroscopies) are performed to disclose the reaction pathway and structure-activity-potential relationship. Theoretical results further demonstrate that Cu doping and oxyanionic regulation effectively modulate the local coordination environment of Ni sites and correspondingly tailor the intermediate adsorption behavior and then promote the reaction kinetics. Moreover, a two-electrode system is assembled to pair HMF oxidation with cathode hydrogen production, demonstrating better energy conversion efficiency.

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王洪恩，博士，研究员，光学工程博导、凝聚态物理硕导，云南省光电信息技术重点实验室、可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室成员，校高层次人才，入选湖北省楚天学者计划、云南省兴滇英才计划。

一、教育经历：

2009.3-2012.4：香港城市大学 物理与材料科学博士(香港政府全额奖学金资助)

2004.9-2007.6： 中南大学 应用化学 硕士(湖南省优秀硕士学位论文)

1999.9-2003.7：太原理工大学高分子材料/计算机科学与技术双学士

二、工作经历：

2020.2-至今 云南师范大学 物电学院 副研究员/研究员博士生导师

2012.9-2019.12武汉理工大学 材料复合新技术国家重点实验室 副研究员

2016.3-2017.6 华盛顿大学 材料科学与工程系 访问学者

2007.7-2009.2 中国铝业 中国铝业郑州研究院 助理工程师

2003.8-2004.5 中国石油 中国石油吉林石化公司 技术员

三、学术兼职：

1.教育部学位中心学位论文评审专家；

2.Chinese Chemical Letters青年编委(2019.07-2022.06)，Journalof Modern Green Energy、Frontier in Chemistry编委，Nanomaterials、Materials、Crystals期刊TopicalAdvisoryPanelMember；

3.Advanced Materials, Advanced Functional Materials, Advanced Energy Materials, Energy Storage Materials, Nano-Micro Letters, Nano Research, Small, Journal of Materials Chemistry A, ACS Applied Materials & Interfaces, Journal of Energy Chemistry等60多种学术期刊论文评审专家。

四、研究方向：

1.钙钛矿/金属硫化物等光电材料及器件(太阳能电池、光电探测器等)；

2.储能材料及器件(锂/钠离子电池、锂硫电池、电催化等)；

3.功能薄膜、单晶光电材料的可控制备、结构调控及电学/光学等性质研究；

4.光电材料的第一性原理计算、分子动力学模拟和多物理场仿真。

五、在研项目：

1.《介孔空心碳球@TiOx/BaTiO3核壳结构的构筑及对多硫化锂的吸附-催化作用机制研究》：国家自然科学基金(52162037), 2022.01-2025.12,主持；

2.《锡硫(硒)化物@导电聚合物复合负极材料的可控构筑及储钠特性》：云南基础研究计划面上项目(202201AT070041),2022.06-2025.05,主持；

六、学术成果：

1.发表SCI论文120余篇，其中第一/通讯作者70余篇，先后入选ESI高被引10余篇，总被引6800多次，h指数55，i10指数97(谷歌学术)。

近期论文：

[5]Q.Y. Zhao, X.J. Bao, L.S. Meng, S.H. Dong, Y.C. Zhang, C. Qing, T. Zhu, H.-E. Wang*, Nitrogen-doped hollow carbon@tin disulfide as a bipolar dynamic host for lithium-sulfur batteries with enhanced kinetics and cyclability,Journal of Colloid & Interface Science2023, accepted. (中国科学院1区，第1作者为2021级硕士研究生).

[4]X.H. Liu, S.H. Dong, X.L. Zheng, Y.C. Zhang, Y. Yao, W.B. Zhang, Z.Y. Liu, T. Zhu, H.-E. Wang*,Improving the optoelectronic properties of single-crystal antimony sulfide rods through simultaneous defect suppression and surface cleaning,Journal of Materials Chemistry A2023, DOI:10.1039/D3TA00954H.(中国科学院2区，第1作者为2020级硕士研究生)

[3]F.Y.Wang, P. Murugan, S.H. Dong, X.L. Zheng, J.X. Man, Z.Y. Liu, W.B. Liu, H.-E. Wang*, Facile Fabrication of Mixed-Cation FA1-xCsxPbI3 Perovskites Thin Films for Photodetector Applications,Photonics2023,10, 312.(中国科学院3区，第1作者为2020级硕士研究生)

[2]R.J. Zhe, T. Zhu, X.H. Wei, Y.F. Ren, C. Qing, H.-E. Wang*, Graphene oxide wrapped hollow mesoporous carbon spheres as a dynamically bipolar host for lithium-sulfur batteries,Journal of Materials Chemistry A2022,10, 24422-24433.(中国科学院2区，第1作者为2021级硕士研究生)

[1] Z.Y. Liu, H.-E. Wang*, Ternary polymer solar cells by employing two well-compatible donors with cascade energy levels,Dyes and Pigments2021,192, 109424.

2.授权发明专利10余项，排名第一8项。

七、其它

常年招聘研究助理，每年招收光学工程/凝聚态物理方向硕士研究生2~3名，欢迎有上进心、积极进取的同学联系报考，有读博意向的优先，课题组与境内外多所高校和科研机构有合作关系，表现好的同学将有机会前往短期交流和联培等。

联系方式：呈贡校区睿智1号楼物电学院403室Email:hongen.wang@ynnu.edu.cn