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在非均相电催化水氧化机理研究中，孙立成院士针对水氧化反应过程中关键的氧-氧成键过程，通过多种实验验证了这一新机理，并指出其优势，为未来设计和发展高效水氧化催化剂提供了新方向。
孙立成院士团队研制出高效的水氧化分子催化剂，其催化效率可与天然光合作用水氧化中心相媲美。
孙立成院士团队提出了光解水制氢功能器件设计新策略，开发出多个首例分子催化光解水功能器件，为清洁能源的生产提供了新的思路和方法。
孙立成院士团队研发出一种新型电解水制氢非贵金属催化剂，在碱性水中，在安培级电流密度下稳定工作超过小时后仍无衰退迹象，催化效率和稳定性远优于已公开报道的催化剂。
孙立成院士团队通过在Cu纳米线表面负载Keggin型磷钼酸团簇，制备了团簇级异质结构的催化剂。
该催化剂能够将5-羟甲基糠醛电催化加氢至2,5-二羟甲基呋喃，在高底物浓度下表现出高选择性，为醛类化合物电催化选择性加氢催化剂设计提供了新思路。
孙立成院士团队率先提出基于推拉电子体系的染料分子设计方法，被国际同行广泛采纳。
孙立成院士团队设计合成了一系列新型空穴传输材料，性能优异、成本低廉，具有产业化前景。
孙立成院士积极推动国际科技合作，建立了中欧高层次人才联合培养渠道，为我国培养、锻炼和输送了一大批优秀的科研人才。
