氢氧根的化学方程式怎么写

在现有的氢气制备方法中，通过水裂解产生氧气是最常见的方式。这一过程中的电/光电催化析氧反应（OER）会限制整体的能量转换效率。此前科研人员尝试使用金属铱作为催化剂来提升反应效率，但其高昂的价格使得在实际应用中受到很大限制。开发一种既高效又廉价的替代品成为了学界的研究重点。

侯阳课题组采用仿生学方法，从材料的原子结构入手，深入研究并发现了叶绿体中存在的金属-氮配位卟啉结构。这种结构能够收集太阳能，并利用光合作用氧化反应分解水，释放氧气。受此启发，侯阳课题组进一步发现了镍-氮配位掺杂的碳材料，并对其进行优化。

在这一特殊结构中，四个氮原子紧紧拉着金属镍原子，使得氢氧根离子更容易吸附，降低了中间环节的转换难度，从而加速了氧气的析出。为了进一步改善材料的性能，课题组创新性地用一个硫单原子替换了一个氮原子，优化材料表面的电荷分布。采用特殊工艺将镍-氮材料稳定地锚定在碳基底上，确保了材料的高稳定性。

侯阳表示，OER析氧反应是水裂解器件和金属-空气电池的核心过程。这一成果的取得有望为新一代氢能汽车的大规模生产带来，大幅降低燃料成本。