大多数有机物的电氧化电位远低于能源密集型水氧化所需的电位。 因此，用热力学上有利的有机物电氧化代替水解OER提供了一种节能的制氢策略，同时能够生产高附加值化学品或处理工业废水。 镍基电催化剂广泛应用于大规模工业电解水，在有机物的电氧化中也具有很高的活性。
然而，Ni基催化剂上的水氧化和有机氧化的电化学过程有很大不同：对于Ni（Oh）2电极，水氧化通常发生在Ni2+（Oh）2Ni3+OOH氧化之后，它们的电位差足够大，Ni（Oh）2NiOOH可以作为氧化还原对来解耦OER和析氢反应（HER）。
这意味着虽然Ni2+（3D8，T2G6EG2）被Ni（OH）2 NiOH+H++E氧化成Ni3+（3D7，T2G6EG1），但NiOH仍然不能像NiΔ+（3）那样氧化水。 相反，与OER工艺不同的是，一旦Ni（OH）2被氧化成NiOOH，有机物就会立即被电解。 然而，由于Ni基催化剂上水和有机氧化性质差异较大，催化机理尚不清楚，极大地阻碍了高效催化剂的设计和制备。
最近闫世成，南京大学利用各种理论和实验技术，课题组清楚地表明，有机物在NiOH上的电氧化不遵循Ni（OH）2 NiOOH介导的电子转移机制，而是一种非氧化还原的电子转移过程，没有改变Ni3+物种的氧化态。 Ni3+ 作为亲电电氧化中心，具有最高的占据分子轨道 （Homo） 能级 （74 至 6 EV） 的有机物（亲核官能团中亲核原子的双局域柔软度值 （sk） 为 065 比 015）等能转移通道的形成。
因此，（homo，sk）组合准则可以很好地解释为什么Ni3+不能有效地氧化水，而是作用于有机物的电氧化。 有机物的快速电氧化动力学可归因于亲核攻击Ni活性位点的能量转移通道的建立，有机物均能级电子的化学势高到足以驱动电子从键合轨道向催化中心转移。 虽然水中 o 原子的 sk 为 0607，但水的均能级（799 EV）低于费米能级的NIOOH，在水氧化中触发电子转移具有更高的热力学要求。
因此，可以清楚地描述完整的电化学电子转移过程：对于电催化氧化反应，施加的电压首先将活性中心从价态提高到**态，这可能伴随着质子耦合电子转移的相变过程;催化活性中心与反应中间体形成键合轨道，作为通过轨道重叠进行电子转移的能量通道，两者之间的电子转移遵循Marcus电荷转移理论，而催化中心直接通过**态活性离子的未占据轨道转移电子，催化中心不发生价态变化， 并且通常遵循双超交换机制来转移电子。
此外，为了评价Ni3+氧化性有机化合物的实际应用潜力，进一步估计了Ni3+的氧化能力。 通过将NiOOH阳极移入含有有机物的电解质中，将NiOOH阳极还原为Ni（OH）2，Ni3+与有机物发生自发化学反应。
因此，该过程可分为两个步骤：阴极产生H2并氧化阳极形成NioOh的电化学步骤;接下来是自发的化学步骤，通过氧化有机物将阳极还原到初始状态。 空间分离的两步法使不同反应室中的有机物产生氢气和氧化，从而有利于高纯度产品的生产。
nonredox trivalent nickel catalyzing nucleophilic electrooxidation of organics. nature communications, 2023. doi: 10.1038/s41467-023-43649-6