能源是現(xiàn)代社會(huì)安身立民之本！沒(méi)有能源，飛機(jī)汽車(chē)不能跑，衛(wèi)星不能上天，手機(jī)電腦不能用，夏天要熱成狗，還有最最最要不得的：
有鑒于此，Nature Materials近日連發(fā)6篇新材料和新能源綜述，從多個(gè)角度深刻、系統(tǒng)地剖析了如何使用新材料來(lái)更好、更快地全面實(shí)現(xiàn)可持續(xù)清潔能源！
第一篇：可持續(xù)能源之路
The path towards sustainable energy
本文由1997年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主、美國(guó)第12任能源部部長(zhǎng)、斯坦福大學(xué)教授朱棣文、斯坦福大學(xué)教授崔屹和斯坦福大學(xué)Nian Liu博士執(zhí)筆，就新材料對(duì)光伏器件、電池、太陽(yáng)能與化學(xué)能轉(zhuǎn)換三大可持續(xù)能源系統(tǒng)的研究展開(kāi)了深入討論，并展望了新材料今后在可持續(xù)能源應(yīng)用中的研究方向。
圖1. 未來(lái)的新能源時(shí)代
參考文獻(xiàn)：Steven Chu, Yi Cui , Nian Liu. The path towards sustainable energy. Nature Materials 2017, 16, 16-22.
第二篇：太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化
Materials for solar fuels and chemicals
本文由斯坦福大學(xué)Joseph H. Montoya和Jens K. N?rskov執(zhí)筆。主要綜述了通過(guò)光伏技術(shù)和電化學(xué)技術(shù)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為燃料和有用化學(xué)品的里程碑事件，重點(diǎn)討論了如何設(shè)計(jì)和尋找高效的吸光材料和高效的納米催化劑來(lái)更好的實(shí)現(xiàn)水裂解和CO2還原，并對(duì)其中的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)-可持續(xù)性平衡問(wèn)題、表界面問(wèn)題展開(kāi)深入分析。
圖2. 光伏/電解技術(shù)和光電化學(xué)技術(shù)水裂解示意圖
參考文獻(xiàn)：Joseph H. Montoya, Jens K. N?rskov et al. Materials for solar fuels and chemicals. Nature Materials 2017, 16, 70-81.
第三篇：電池可持續(xù)性發(fā)展
Sustainability and in situ monitoring in battery development
本文由劍橋大學(xué)C. P. Grey和Alistore歐洲研究所J. M. Tarascon執(zhí)筆。主要討論了各種電池的可持續(xù)發(fā)展方向和重大進(jìn)展，重點(diǎn)討論了各種電池原料、各種電解液、原位模擬分析技術(shù)以及電池集成管理系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性！
圖3. 各種元素的資源對(duì)比
圖4. 各種可充電電池示意圖
圖5. 電解液可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)
圖6. 未來(lái)電池系統(tǒng)可能的集成管理示意圖
參考文獻(xiàn)：C. P. Grey and J. M. Tarascon. Sustainability and in situ monitoring in battery development. Nature Materials 2017, 16, 45-56.
第四篇：光伏相干效應(yīng)
Photovoltaic concepts inspired by coherence effects in photosynthetic systems
本文由阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué) Jean-Luc Brédas，普林斯頓大學(xué)Gregory D. Scholes和多倫多大學(xué)Edward H. Sargent執(zhí)筆。主要綜述了近十年來(lái)光合作用系統(tǒng)中的相干效應(yīng)如何啟發(fā)光伏器件中的有效能量傳遞和電荷分離，重點(diǎn)討論了如何利用這種相干效應(yīng)來(lái)制備更好的太陽(yáng)能電池。
圖7. 相干效應(yīng)
圖8. 相干電荷在界面的分離
參考文獻(xiàn)：Jean-Luc Brédas, Edward H. Sargent and Gregory D. Scholes. Photovoltaic concepts inspired by coherence effects in photosynthetic systems. Nature Materials 2017, 16, 35-44.
第五篇：電化學(xué)能源界面
Energy and fuels from electrochemical interfaces
本文由美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室Vojislav R. Stamenkovic和Nenad M. Markovic等人執(zhí)筆。主要綜述了固液界面電催化在能源領(lǐng)域的重大進(jìn)展，重點(diǎn)討論了HER、HOR、OER和ORR電催化劑的材料設(shè)計(jì)和在電解池、燃料電池中的應(yīng)用，并對(duì)共價(jià)-非共價(jià)作用在實(shí)際催化劑中的作用展開(kāi)具體分析。
圖9. 水溶液和有機(jī)溶液中的固液界面
圖10. 堿性環(huán)境中Pt(111)面的HER/HOR和OER/ORR典型極化曲線
圖11. 高活性O(shè)RR電催化劑的設(shè)計(jì)策略
表1. 電解池和燃料電池在酸、堿性環(huán)境中的參數(shù)、性能和優(yōu)缺點(diǎn)匯總
參考文獻(xiàn)：Vojislav R. Stamenkovic, Nenad M. Markovic et al. Energy and fuels from electrochemical interfaces. Nature Materials 2017, 16, 57-69.
第六篇：光伏能源轉(zhuǎn)化
Energy conversion approaches and materials for high-efficiency photovoltaics
本文由新南威爾士大學(xué)Martin A. Green 和 Stephen P. Bremner執(zhí)筆。主要綜述了近年來(lái)光伏效率提高的重大進(jìn)展，重點(diǎn)討論了如何通過(guò)合理的材料設(shè)計(jì)和方法學(xué)來(lái)突破Shockley–Queisser極限。
圖12. 太陽(yáng)能電池原理及其SQ理論極限值和最高實(shí)驗(yàn)值
參考文獻(xiàn)：Martin A. Green and Stephen P. Bremner. Energy conversion approaches and materials for high-efficiency photovoltaics. Nature Materials 2017, 16, 23-34.
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