1. Chem. Rev.: 下一代用于電動(dòng)汽車和電網(wǎng)脫碳的“超越鋰離子”電池
鋰離子電池（LIB）在性能和成本上的巨大進(jìn)步使其成為電能存儲(chǔ)技術(shù)的首選。盡管鋰離子電池的既定電池化學(xué)性質(zhì)和電池體系結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)良好的功率和能量密度，但LIB不太可能滿足儲(chǔ)能所需的所有性能，成本和規(guī)模目標(biāo)，特別是在電氣化運(yùn)輸和電網(wǎng)等大規(guī)模應(yīng)用中。進(jìn)一步降低成本和/或增加能量密度的需求，以及對(duì)鋰離子自然資源需求的日益關(guān)注，加速了對(duì)所謂“超越鋰離子”技術(shù)的研究。有鑒于此，加利福尼亞大學(xué)伯克利分校Gerbrand Ceder和Kristin Persson等人，討論了四種重要的“超越鋰離子”技術(shù)的最新成就，挑戰(zhàn)和機(jī)遇：鈉離子電池，鉀離子電池，全固態(tài)電池和多價(jià)電池。1）針對(duì)每種技術(shù)詳細(xì)討論了挑戰(zhàn)背后的基礎(chǔ)科學(xué)，以及實(shí)現(xiàn)低成本和/或高能量密度未來目標(biāo)的潛在解決方案。雖然在不久的將來，任何特定的新技術(shù)都不太可能完全取代鋰離子電池，但“超越鋰離子”技術(shù)應(yīng)被視為儲(chǔ)能設(shè)備發(fā)展為中大型應(yīng)用的機(jī)會(huì)。2）自1970年代初發(fā)明LIBs并于1992年由索尼公司商業(yè)化以來，LIBs在能量密度、循環(huán)壽命、功率、成本和安全性方面都得到了極大的改善，這使得LIBs在包括個(gè)人電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(EVs)在內(nèi)的各種應(yīng)用中取得了巨大的成功。但是，當(dāng)前的商用LIB不可能滿足儲(chǔ)能所需的所有性能，成本和能量存儲(chǔ)所需的擴(kuò)展目標(biāo)。為了使電動(dòng)汽車達(dá)到500 km以上的行駛距離，在電池模塊級(jí)別需要500 Wh L-1的能量密度（在電池級(jí)別需要750 Wh L-1的能量密度）。此外，目前商用LIB的價(jià)格比固定式應(yīng)用的目標(biāo)成本高5-10倍。3）固定電池的要求與電動(dòng)汽車中使用的動(dòng)力電池完全不同。長循環(huán)壽命（大于8000個(gè)完整循環(huán)周期），低成本和高能效（在系統(tǒng)級(jí)別上大于90％）是要考慮的最重要參數(shù)。依靠自然豐富的鈉和鉀資源的NIB和KIB可能在固定應(yīng)用（例如電網(wǎng)）的成本方面提供顯著的優(yōu)勢(shì)。例如，許多含釩的聚陰離子陰極（例如，NVPF和KVPF）提供可接受的能量密度以及良好的循環(huán)穩(wěn)定性和速率性能。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Yaosen Tian et al. Promises and Challenges of Next-Generation “Beyond Li-ion” Batteries for Electric Vehicles and Grid Decarbonization. Chem. Rev., 2020.DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00767https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00767
2. Chem. Rev.: 電化學(xué)氧化誘導(dǎo)的選擇性C–C鍵斷裂
溫和條件下C-C鍵的選擇性裂解是有機(jī)合成和大分子降解的重要手段。然而，傳統(tǒng)的化學(xué)方法在很大程度上涉及到貴金屬過渡金屬催化劑的使用，以及化學(xué)計(jì)量和可能對(duì)環(huán)境不友好的氧化劑，這損害了碳碳轉(zhuǎn)化化學(xué)的整體可持續(xù)性。在這方面，電化學(xué)C-C鍵斷裂已被確定為一種可持續(xù)的、可擴(kuò)展的策略，利用電力取代產(chǎn)生副產(chǎn)物的化學(xué)試劑。迄今為止，該領(lǐng)域的進(jìn)展主要依靠Kolbe電解和相關(guān)工藝。令人鼓舞的是，最近已經(jīng)開發(fā)了越來越多的通過其他方法裂解C-C鍵的技術(shù)。有鑒于此，北京大學(xué)的焦寧教授等人，綜述了電化學(xué)氧化選擇性C-C鍵裂解的最新研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了電化學(xué)氧化選擇性C-C鍵裂解的合成結(jié)果和反應(yīng)機(jī)理，并展示了電化學(xué)合成的固有優(yōu)勢(shì)和令人興奮的潛力。1）通過電化學(xué)實(shí)現(xiàn)的選擇性C–C鍵功能化已成為有機(jī)合成中一種有前途且功能強(qiáng)大的方案。盡管在過去的幾十年中已經(jīng)取得了令人矚目的進(jìn)展，但該領(lǐng)域的發(fā)展仍處于起步階段。2）與C–C單鍵的Kolbe型裂解相反，通過電化學(xué)方法裂解C═C，芳烴的共軛C═C以及非應(yīng)變環(huán)的C–C鍵的研究進(jìn)展仍然緩慢。機(jī)理研究表明，電化學(xué)氧化C–C鍵斷裂仍然需要從物理化學(xué)原理進(jìn)行更深入的研究，以為開發(fā)新反應(yīng)提供進(jìn)一步指導(dǎo)。此外，仍然非常需要非對(duì)稱電化學(xué)催化的C–C鍵功能化。電化學(xué)與其他化學(xué)策略（例如有機(jī)催化，流動(dòng)化學(xué)，生物化學(xué)和光化學(xué)）的結(jié)合在電化學(xué)選擇性C–C鍵裂解中引起了越來越多的關(guān)注，這為克服一種方法的固有缺陷提供了新的機(jī)遇。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841Shi-Hui Shi et al. Electrochemical Oxidation Induced Selective C–C Bond Cleavage. Chem. Rev., 2020.DOI: 10.1021/acs.chemrev.0c00335https://doi.org/10.1021/acs.chemrev.0c00335
3. Matter：單體的不對(duì)稱交換用于構(gòu)建中空納米顆粒和抗脆性整體結(jié)構(gòu)
通過一種可擴(kuò)展而又簡單的方式構(gòu)建具有復(fù)雜成分和結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)的納米顆粒（NPs）對(duì)于推動(dòng)許多應(yīng)用具有重要意義。近日，浙江大學(xué)劉平偉研究員，王文俊教授報(bào)道了一種通過不對(duì)稱單體交換（AME）實(shí)現(xiàn)共價(jià)有機(jī)骨架（COF）的納米級(jí)Kirkendall式轉(zhuǎn)化，用于大規(guī)模精確合成結(jié)晶度高、組成復(fù)雜、中空結(jié)構(gòu)清晰的多孔有機(jī)納米顆粒（NPs）。1）研究人員通過在高度可逆的反應(yīng)體系中將非晶態(tài)COF納米球（AmoNS）用新單體進(jìn)行單取代、共取代和順序取代來實(shí)現(xiàn)AME。AME繼續(xù)進(jìn)行兩個(gè)連續(xù)的步驟，即AmoNS的分解和較慢的新COF的形成。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了方便和可擴(kuò)展構(gòu)建中空NPs，其具有優(yōu)異的性質(zhì)，例如最高的BET表面積和特定的功能，如酶功能。2）研究人員將中空NPs作為“細(xì)胞”，通過冷模壓成型，成功制備出楊氏模量為263 MPa、抗壓強(qiáng)度為45 MPa、彈性變形量大于20%的厘米級(jí)整料。其具有抗脆性，粉碎研磨5次后即可重塑，模數(shù)變化不大。總體而言，通過AME定制多孔有機(jī)納米材料具有巨大的應(yīng)用潛力，為構(gòu)建有機(jī)納米結(jié)構(gòu)和宏觀材料提供了精確而方便的途徑。
納米合成學(xué)術(shù)QQ群：1050846953SongWang, et al., Asymmetrical Exchange of Monomers for Constructing Hollow Nanoparticles and Antifragile Monoliths, Matter (2020)DOI：10.1016/j.matt.2020.12.001https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.12.001
4. EES：凝膠電解質(zhì)中Li2S的穩(wěn)定氧化還原化學(xué)助力具有高能量和高安全性的準(zhǔn)固態(tài)可充電電池
安全隱患仍然是目前廣泛研究的堿金屬充電電池(如Li/Na/Ka離子電池、Li/Na-S電池、鋰空氣電池)實(shí)用化的根本障礙。近日，北京化工大學(xué)邱介山教授，大連理工大學(xué)王治宇教授報(bào)道了基于Li2S正極和硅負(fù)極在強(qiáng)凝膠聚合物電解質(zhì)（GPE）中的多電子參與且穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)，設(shè)計(jì)了一種高能、安全的準(zhǔn)固態(tài)電池。1）這種無鋰金屬和氧化物的設(shè)計(jì)不存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)，避免了在過度使用條件下不受控制的放熱連鎖反應(yīng)，從本質(zhì)上確保了電池的高度安全性。在此基礎(chǔ)上，通過最小化LiPS吸附之間的擴(kuò)散能壘和Li2S正極上納米限域雙功能電催化吸附器的氧化還原轉(zhuǎn)化以提高電池的氧化還原活性。與已報(bào)道的硫或Li2S正極不同，要實(shí)現(xiàn)LIPS的轉(zhuǎn)化，必須涉及一個(gè)額外的步驟，即從非導(dǎo)電吸收體（如金屬氧化物/硫化物）擴(kuò)散到帶電的催化表面。2）通過在多級(jí)中空結(jié)構(gòu)中設(shè)計(jì)具有內(nèi)置體積調(diào)節(jié)特性的硅負(fù)極來緩沖完全鋰化的Li2S，電池穩(wěn)定性得以優(yōu)化。同時(shí)，在運(yùn)行的電池中原位生成緊密而靈活的GPE電極界面，以確保良好的界面相容性和離子導(dǎo)電性，同時(shí)阻斷LiPS并降低熱失控。3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所開發(fā)的準(zhǔn)固態(tài)可充電Li2S‖硅全電池可提供高達(dá)802 Wh kg-1 Li2S+Si的高比能量，高耐久性、低自放電以及良好的-20至60 ℃溫度適應(yīng)性。同時(shí)，電池在空氣或水中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗機(jī)械損傷、過熱和短路的安全性，為實(shí)際應(yīng)用提供了高可靠性。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Xiangyu Meng, et al, A quasi-solid-state rechargeable cell with high energy and superior safety enabled by stable redox chemistry of Li2S in gel electrolyte, Energy Environ. Sci., 2021https://doi.org/10.1039/D0EE03037F
5. EES：揭示kesterite基高效器件中的界面和體缺陷
盡管CdTe和Cu(In，Ga)Se2（CIGS）基薄膜光伏（PV）技術(shù)已經(jīng)高度成熟，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的效率超過22%。然而，這些技術(shù)對(duì)稀有元素如Te, In 和 Ga的依賴不可避免地限制了其未來產(chǎn)量，進(jìn)而阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。在這種背景下，Cu2ZnSn(SxSe1-x)4（CZTSSe）和相關(guān)化合物（kesterites）成為一種有效的薄膜PV替代品，具有更高的應(yīng)用潛力，可用于未來低成本的PV器件的大規(guī)模生產(chǎn)。近日，西班牙加泰羅尼亞能源研究所Víctor Izquierdo-Roca，Maxim Guc報(bào)道了結(jié)合先進(jìn)的電子顯微鏡和光譜技術(shù)，對(duì)高效率Cu2ZnSnSe4基器件進(jìn)行了詳細(xì)的分析。特別是，通過將高分辨率電子顯微鏡技術(shù)與宏觀、微觀和納米尺度的拉曼、X射線熒光和俄歇光譜測(cè)量相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了存在于器件界面和吸收體中的不同缺陷的形貌的完整表征。通過同時(shí)對(duì)整體和界面進(jìn)行研究，可以評(píng)估器件各部分存在的缺陷對(duì)其性能的影響。1）研究發(fā)現(xiàn)，具有良好結(jié)晶質(zhì)量和成分均勻的塊體中存在孿晶缺陷，后界面存在微米和納米空隙，而前界面存在晶粒間的不均勻和位錯(cuò)缺陷。這些問題，結(jié)合其他觀察到的問題，如強(qiáng)烈的吸收體厚度變化和底部有小顆粒的雙層結(jié)構(gòu)，是限制CZTSe器件性能的主要因素。研究工作為尋找新的解決方案，進(jìn)一步發(fā)展kesterite技術(shù)，推動(dòng)其向更高性能發(fā)展開辟了道路。
光電器件學(xué)術(shù)QQ群：474948391R. Fonoll-Rubio, J. Andrade-Arvizu, J. Blanco Portals, I. Becerril, M. Guc, E. Saucedo, F. Peiro, L. Calvo-Barrio, M. Ritzer, C.S. Schnohr, M. Placidi, S. Estrade, V. Izquierdo-Roca and A. Perez-Rodriguez, Energy Environ. Sci., 2021https://doi.org/ 10.1039/D0EE02004D
6. Angew：尿素的電氧化：N‐N鍵的分子內(nèi)偶聯(lián)
氮是每種生物的必需物質(zhì)，氮循環(huán)對(duì)人類社會(huì)具有重要意義。含氮親核試劑電氧化反應(yīng)（NOR）在可用氮的降解和轉(zhuǎn)化中起著至關(guān)重要的作用。近日，湖南大學(xué)王雙印，Yuqin Zou，Chen Chen等研究了基于β-Ni(OH)2電極的NOR，并揭示了含氮親核試劑的轉(zhuǎn)化機(jī)理。1）對(duì)于兩步NOR，質(zhì)子耦合電子轉(zhuǎn)移（PCET）是電生成電催化劑從β-Ni(OH)2脫氫為β-Ni(OH)O與自發(fā)的親核試劑脫氫氧化反應(yīng)之間的橋梁。該理論可以很好地解釋肼和伯胺的氧化反應(yīng)，但不足以解釋尿素氧化反應(yīng)（UOR）。2）通過原位跟蹤鍵斷裂和形成過程以及理論計(jì)算，作者提出了可能的UOR機(jī)制，即N‐N鍵的分子內(nèi)偶聯(lián)，并伴隨著PCET，水合作用和重排過程，這導(dǎo)致了高的性能和?100％的N2選擇性。3）在理論計(jì)算和機(jī)理分析的基礎(chǔ)上，作者提出了一種高效電催化劑設(shè)計(jì)策略，即通過用Co雜原子調(diào)節(jié)β-Ni(OH)2的晶格氧配體環(huán)境，降低β-Ni(OH)O形成的能壘，從而導(dǎo)致出色的UOR活性。該工作不僅闡明了β-Ni(OH)2電極上含氮親核體的電氧化機(jī)理，特別是對(duì)于尿素，還為氮循環(huán)電催化奠定了基礎(chǔ)。
電催化學(xué)術(shù)QQ群：740997841Wei Chen, et al. Unveiling the electrooxidation of urea: the intramolecular coupling of N‐N bond. Angew. Chem. Int. Ed., 2020DOI: 10.1002/anie.202015773https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202015773
7. Nano Lett.：拓?fù)浣^緣子/磁性絕緣子異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的拓?fù)浠魻栃?yīng)
與磁性絕緣體（MI）界面連接的拓?fù)浣^緣體（TI）具有異常霍爾效應(yīng)（AHE），量子AHE和拓?fù)浠魻栃?yīng)（THE）。然而，最近的研究表明，TI / MI異質(zhì)結(jié)構(gòu)中共存的磁相可能導(dǎo)致與THE相似的AHE相關(guān)反應(yīng)，但實(shí)際上并非如此。近日，科羅拉多州立大學(xué)Mingzhong Wu等研究發(fā)現(xiàn)TI / MI結(jié)構(gòu)中的真實(shí)THE只有一個(gè)磁相。1）作者構(gòu)建了TI Bi2Se3薄膜生長在MI BaFe12O19薄膜上的雙層TI / MI異質(zhì)結(jié)構(gòu)。研究表明，該結(jié)構(gòu)在T = 2–3 K的溫度范圍內(nèi)顯示THE，而在T = 80–300 K時(shí)顯示AHE。在T = 3–80 K，這兩種效應(yīng)共存，但顯示出相反的溫度依賴性。2）對(duì)照測(cè)量，計(jì)算和模擬研究均表明，觀察到的THE來自斯格明子，而不是兩個(gè)AHE響應(yīng)的共存。3）斯格明子的形成由于在界面處發(fā)生了Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI）；DMI強(qiáng)度的估計(jì)值大大高于基于重金屬的系統(tǒng)。
光電器件學(xué)術(shù)QQ群：474948391Peng Li, et al. Topological Hall Effect in a Topological Insulator Interfaced with a Magnetic Insulator. Nano Lett., 2020DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03195https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.0c03195
8. Nano Letters：一種層次化陽極氧化鋁模板
陽極氧化鋁（AAO）模板因其高度有序和可調(diào)的多孔結(jié)構(gòu)而被廣泛用于開發(fā)各種功能納米材料。近日，上海科技大學(xué)陳剛研究員報(bào)道了通過結(jié)合AAO模板和膠體模板的優(yōu)點(diǎn)，形成了一種具有六方有序晶胞和徑向分布的納米通道的新型層次化AAO（hAAO）模板。1）研究人員通過將自組裝聚苯乙烯微球模板集成到AAO制備過程中形成hAAO，并從機(jī)械應(yīng)力和電場(chǎng)誘導(dǎo)的氧化物溶解兩個(gè)方面對(duì)hAAO進(jìn)行了合理處理。hAAO模板的背面類似于蛾眼陣列，并表現(xiàn)出良好的疏水性。2）研究人員以hAAO為模板，采用一系列材料和合成技術(shù)制備了制備了TiO2、SiO2和PMMA納米有序陣列。通過去除氧化鋁納米通道從hAAO模板獲得D-hAAO模板。然后利用D-hAAO模板制備的TiO2和Ag納米陣列上覆蓋氧化鋁薄膜，形成徑向TiO2納米柱陣列和蛾眼狀A(yù)g納米陣列。3）所制備的徑向TiO2納米柱陣列構(gòu)成了具有清晰光子帶隙的高質(zhì)量光子晶體。蛾眼狀A(yù)g納米陣列可以作為穩(wěn)定的SERS襯底，因?yàn)槠洫?dú)特的納米結(jié)構(gòu)可以增強(qiáng)局部電場(chǎng)，而氧化鋁覆蓋層則可以保護(hù)Ag免受氧化。
納米合成學(xué)術(shù)QQ群：1050846953Youdi Hu, et al, A Hierarchical Anodic Aluminum Oxide Template, Nano Lett., 2020DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03585https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c03585
9. Nano Energy: 大規(guī)模生產(chǎn)單原子金屬氮催化劑的通用多米諾反應(yīng)策略
開發(fā)用于將CO2轉(zhuǎn)化為高附加值化學(xué)品的高效電催化劑是非常需要的，但要實(shí)現(xiàn)這些催化劑的規(guī)?；a(chǎn)，同時(shí)在低過電位下顯示高產(chǎn)物選擇性和大電流密度，仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。有鑒于此，北京航空航天大學(xué)朱英教授、澳大利亞新南威爾士大學(xué)戴黎明教授等人，開發(fā)了一種用于大量生產(chǎn)高效M-SA/NC催化劑的多米諾反應(yīng)策略，其中Ni-SA/NC對(duì)CO2轉(zhuǎn)化為CO表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性。1）開發(fā)了一種通用的多米諾反應(yīng)策略，用于批量生產(chǎn)錨固在N摻雜碳納米片（M-SA/NC）上的金屬單原子，包括Fe，Co，Ni，Mn，Mo，Pd及其組合SA/NC。在熱解過程中，NaNO3原位分解，釋放出能夠吹送PANI的氣體，然后用氧氣將碳化PANI中的碳片蝕刻，形成微孔，并用CO蝕刻聚集的金屬顆粒。2）制備的Ni-SA/NC表現(xiàn)出CO2還原為CO的非凡催化活性，在流通池中以0.55 V的低過電勢(shì)產(chǎn)生的電流密度高達(dá)213.2 mA cm-2，CO法拉第效率高達(dá)96.9％。3）DFT計(jì)算表明，NiN4物種中的N原子充當(dāng)了CO2RR的活性位點(diǎn)，而不是常規(guī)的Ni原子，因?yàn)橄噜彽倪量㎞誘導(dǎo)Ni 4s軌道的電子轉(zhuǎn)移到NiN4中相鄰的N 2s軌道，從而導(dǎo)致高N 2s電子密度，以促進(jìn)COOH*的形成。總之，該工作不僅為大規(guī)模制備M-SA/NC多相電催化劑以高效CO2還原提供了合理的設(shè)計(jì)概念，而且為CO2RR的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理提供了深刻的見識(shí)。
納米催化學(xué)術(shù)QQ群：256363607Xingpu Wang et al. Universal domino reaction strategy for mass production of single-atom metal-nitrogen catalysts for boosting CO2 electroreduction. Nano Energy, 2021.DOI: 10.1016/j.nanoen.2020.105689https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2020.105689
10. Small Science: 具有原位形成硫空位的ReS2納米片用于高效和高選擇性的光催化二氧化碳還原
人造光合作用可以通過使用半導(dǎo)體光催化劑將二氧化碳（CO2）和水（H2O）轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔?，從而提供有價(jià)值的燃料并對(duì)溫室效應(yīng)產(chǎn)生積極影響。然而，低效率的載流子解離和運(yùn)輸以及缺乏表面活性位點(diǎn)是提高其活性和光催化還原二氧化碳選擇性的兩個(gè)主要缺點(diǎn)。近年來，ReS2以其獨(dú)特的理化性質(zhì)而在光催化領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注。然而，ReS2在光催化還原二氧化碳方面的應(yīng)用卻鮮有報(bào)道。有鑒于此，澳大利亞阿德萊德大學(xué)喬世璋教授和冉景潤等人，報(bào)道了在ReS2納米片和CdS納米粒子之間形成的異質(zhì)結(jié)，使得CO的產(chǎn)量顯著提高，達(dá)到7.1μmol g-1，選擇性達(dá)到93.4%。1）通過超聲剝離的方法制備了超薄的ReS2納米片并與硫化鎘納米顆粒復(fù)合得到了I型異質(zhì)結(jié)，ReS2納米片厚度約6.5 nm。這種超薄的結(jié)構(gòu)有利于其表面暴露更多的活性位點(diǎn)。2）所制備的ReS2/CdS異質(zhì)結(jié)顯示出增強(qiáng)的可見光吸收，高效的電子-空穴對(duì)分離/轉(zhuǎn)移以及在原位產(chǎn)生的ReS2硫空位上增加的CO2吸附/活化/還原，這些都有利于CO2的光還原。3）在光催化性能試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，最優(yōu)ReS2/CdS異質(zhì)結(jié)的一氧化碳產(chǎn)量約為7.1 μmol g-1，相比CdS納米顆粒的性能提高了大約3倍，而且在循環(huán)測(cè)試中該異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出很好的循環(huán)穩(wěn)定性。總之，該工作對(duì)催化、電子學(xué)和光電子學(xué)中表面活性位點(diǎn)和半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)的實(shí)際設(shè)計(jì)和制造具有重要的指導(dǎo)作用。
光催化學(xué)術(shù)QQ群：927909706Yanzhao Zhang et al. ReS2 Nanosheets with in situ Formed Sulphur Vacancies for Efficient and Highly‐Selective Photocatalytic CO2 Reduction. Small Science, 2020.DOI: 10.1002/smsc.202000052https://doi.org/10.1002/smsc.202000052
11. ACS Nano：MOF衍生的CoF2的納米限域和混合導(dǎo)線助力高性能金屬氟化物-鋰電池
金屬氟化物（MF）轉(zhuǎn)換型正極在理論上比鎳基或鈷基插層氧化物正極具有更高的重量和體積容量，這使得金屬氟化物?鋰電池有望成為下一代高能量密度電池的候選材料。然而，過渡MF正極的低容量利用率、大電壓滯后以及較差的循環(huán)穩(wěn)定性等缺點(diǎn)，給其高能特性蒙上了一層陰影。造成這一現(xiàn)象的原因主要是因?yàn)槠浞磻?yīng)動(dòng)力學(xué)差、電導(dǎo)率低、MF/電解質(zhì)界面的以及循環(huán)過程中活性物質(zhì)的溶解等。有鑒于此，中科大余彥教授，上海大學(xué)陳雙強(qiáng)教授，中南大學(xué)吳飛翔教授報(bào)道了通過對(duì)含Co的金屬有機(jī)骨架（MOF）進(jìn)行高溫碳化并通過NF3氣體進(jìn)行有效的低溫氟化，成功地合成了具有MOF形狀的CoF2@C復(fù)合材料。這種復(fù)合設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了納米CoF2納米顆粒（5～20 nm）的納米限域，并在結(jié)構(gòu)中形成了有效的混合導(dǎo)線。1）三維骨架中超細(xì)的顆粒尺寸、交聯(lián)的碳網(wǎng)絡(luò)和相互連接的納米孔提供了有效的Li+/e?傳輸通道，縮短了擴(kuò)散路徑，有利于轉(zhuǎn)化反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。此外，石墨碳壁作為CoF2的保護(hù)層可以抑制活性物種的溶解，骨架內(nèi)CoF2納米顆粒周圍的空隙可以緩解體積變化的不利影響。2）實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所制備的CoF2@C復(fù)合正極具有較高的容量利用率（0.1 C時(shí)為554 mAh g-1，0.2 C時(shí)為472 mAh g-1）、良好的倍率性能（高達(dá)2 C），以及在1.5 mg cm-2的有效質(zhì)量載荷下，具有長期循環(huán)穩(wěn)定性（400次循環(huán)中的平均容量保持率為95%），優(yōu)于以往的文獻(xiàn)報(bào)道數(shù)據(jù)。總而言之，該研究不僅報(bào)道了一種簡單的復(fù)合設(shè)計(jì)策略來實(shí)現(xiàn)具有高性能的CoF2?Li電池，而且有望為許多其他金屬氟化物?鋰電池提供通用的解決方案。
多孔材料學(xué)術(shù)QQ群：813094255Feixiang Wu, et al, Metal?Organic Framework-Derived Nanoconfinements of CoF2 and Mixed-Conducting Wiring for High-Performance Metal Fluoride-Lithium Battery, ACS Nano, 2020DOI: 10.1021/acsnano.0c08918https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c08918
12. Small: 可充電鎂電池電極材料優(yōu)化的最新進(jìn)展與挑戰(zhàn)
可充電鎂電池（RMB）由于其低成本和高安全性特性，已被認(rèn)為是可補(bǔ)充鋰離子電池的有極具發(fā)展前景的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)之一。然而，高極化態(tài)的Mg2+離子在基體中緩慢的固態(tài)擴(kuò)散以及在Mg金屬表面形成阻塞層等諸多挑戰(zhàn)嚴(yán)重阻礙了高性能RMBs的發(fā)展。為了在實(shí)際應(yīng)用中解決這些問題，在過去的幾十年里，人們提出了屏蔽二價(jià)Mg2+電荷、擴(kuò)展基體材料層數(shù)、優(yōu)化電極-電解質(zhì)界面等修飾陰極和陽極的創(chuàng)新策略來推動(dòng)該技術(shù)的發(fā)展。有鑒于此，武漢理工大學(xué)麥立強(qiáng)教授、安琴友副研究員等人，綜述了可充電鎂電池電極材料優(yōu)化的最新研究進(jìn)展。1）由于鎂金屬的高安全性，低成本和高自然豐度，RMBs是一種很有前途的候選者。介紹了文獻(xiàn)中提出的七種優(yōu)化策略，包括陰極和陽極的改性。通常，摻雜離子，納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建和復(fù)合材料的制造通常是提高RMBs電化學(xué)性能的有效改性方法。改變晶體形態(tài)和電荷屏蔽的方法在V-、Ti-和Mn-基陰極中被廣泛采用，在其他材料體系中鮮有報(bào)道。雖然對(duì)有機(jī)分子預(yù)插層進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算研究，但具體有機(jī)材料的選擇和相應(yīng)的主體結(jié)構(gòu)仍然充滿挑戰(zhàn)。2）新開發(fā)的電極-電解質(zhì)界面優(yōu)化修飾策略可以實(shí)現(xiàn)簡單Mg鹽電解質(zhì)中Mg陽極的鍍/剝離，但在Mg表面構(gòu)建理想的保護(hù)層相當(dāng)困難。由于獨(dú)特的陰極、陽極和電解質(zhì)之間的復(fù)雜相互作用和不兼容性，選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)牟呗詠硖岣逺MBs的整體性能是具有挑戰(zhàn)性的。另一方面，將這些策略中的兩三個(gè)結(jié)合起來是另一個(gè)有希望的方向。多種策略在氧化物(V2O5、MnO2)、硫化物(TiS2、CuS)中的應(yīng)用已被證明是一種有效的方法，在提高有機(jī)材料、聚陰離子、普魯士藍(lán)類似物等儲(chǔ)存Mg性能方面仍需進(jìn)一步努力。未來的重點(diǎn)應(yīng)放在開發(fā)鎂金屬陽極的創(chuàng)新方法。此外，高能量密度鎂硫電池由于具有高容量和可接受的工作電壓，是一個(gè)很有前途的方向。此外，非腐蝕性新型電解質(zhì)的研究也至關(guān)重要。要實(shí)現(xiàn)高能RMBs。
電池學(xué)術(shù)QQ群：924176072Cunyuan Pei et al. Recent Progress and Challenges in the Optimization of Electrode Materials for Rechargeable Magnesium Batteries. Small, 2020.DOI: 10.1002/smll.202004108https://doi.org/10.1002/smll.202004108
