1. Nature Commun.：電-熱致變色納米線智能窗
智能窗戶通過調節太陽能，非常有效的熱管理，從而盡量減少能量消耗，改善室內居住環境的舒適度。有鑒于此，中國科學技術大學俞書宏院士、劉建偉等報道為了改善智能窗戶的太陽能利用和熱管理能力，提出了一種共同自組裝策略制備具有電致變色和熱致變色功能的智能窗戶，具有可調控的部件和規則結構，能夠動態調節太陽能輻射。1）首先，調節Au納米棒的長寬比，實現對760-1360 nm區間內的近紅外光選擇性吸收，與具有電致變色功能W18O49組裝時，Au納米棒能夠在著色態具有協同作用，降低90 %近紅外光吸收，在1個太陽照射產生5℃冷卻效果。2）其次，為了將熱致變色的溫度區間拓展為更寬30-50 ℃，研究W-VO2的摻雜量和混合形式影響。此外，作者發現納米線的規則自組裝結構能夠降低起霧，增強玻璃的可視性。
Si-Zhe Sheng, et al, Nanowire-based smart windows combining electro- and thermochromics for dynamic regulation of solar radiation. Nat Commun 14, 3231 (2023)DOI: 10.1038/s41467-023-38353-4https://www.nature.com/articles/s41467-023-38353-4
2. JACS：ZnZrOx不對稱Zn-O-Zr位點在CO2加氫催化中的作用
人們目前對CO2加氫反應中，甲酸物種的作用仍存在爭議。雖然人們經常觀測發現甲酸中間體物種，但是目前還沒有明確的證據說明甲酸參與CO2加氫生成甲醇。有鑒于此，中科院大連化物所李燦院士、馮兆池等報道通過DRIFT-MS原位表征和DFT理論計算結合，研究ZnZrOx固溶體催化劑的甲酸生成和轉化。1）光譜表征結果說明，CO2在不對稱Zn-O-Zr位點吸附轉化為雙齒結構碳酸鹽，隨后加氫生成甲酸鹽。Zn位點用于活化H2分子，Zr位點用于穩定反應中間體。
2）ZnZrOx催化劑的不對稱Zn-O-Zr位點不僅促進生成甲酸鹽，而且促進甲酸鹽的轉化。
Zhendong Feng, et al, Asymmetric Sites on the ZnZrOx Catalyst for Promoting Formate Formation and Transformation in CO2 Hydrogenation, J. Am. Chem. Soc. 2023DOI: 10.1021/jacs.3c02248https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c02248
3. JACS：可見光-鈣鈦礦鐵電自供電氣體檢測
人們將化學電阻傳感技術看作一種關鍵的氣體檢測技術，但是傳統的氧化物氣體傳感材料通常需要外加能源輸入。相比而言，光鐵電材料具有體光電壓效應，能夠作為可控的能量來源，從而為自驅動氣體傳感提供廣闊發展空間。有鑒于此，福建物質結構研究所羅軍華、孫志華、王觀娥等報道一種新型光鐵電材料[正戊胺]2[乙胺]2Pb3I10（1），該分子具有較大的自發極化（~4.8 μC/cm2）和顯著的可見光活性。1）通過體光伏效應，1號分子在室溫表現優異的自供電感應響應NO2，而且具有快速的響應/恢復能力（0.15/0.16 min）和高靈敏度（0.03 ppm-1）。這些性能指標比使用外部能源的典型無機半導體材料（ZnO等）更好。2）理論計算和原位DRIFT表征測試結果驗證1分子具有優異的NO2響應能力。本文首次在鐵電材料中實現自供電氣體傳感，有助于自供電傳感體系的發展，有助于拓展光鐵電材料的功能和應用場景。
Shiguo Han, et al, Visible-Photoactive Perovskite Ferroelectric-Driven Self-Powered Gas Detection, J. Am. Chem. Soc. 2023DOI: 10.1021/jacs.3c03719https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c03719
4. Angew：構筑不對稱Jahn-Teller位點光催化還原CO2
光催化CO2還原受到人們的廣泛關注，該反應能夠將CO2溫室氣體轉化為具有附加值的化學品。但是通常催化劑活性位點和CO2還原反應的中間體相互作用非常弱，導致難以同時實現反應速率和選擇性。有鑒于此，中國科學技術大學謝毅院士、章根強、肖翀等報道一種新的策略，建立的Jahn-Teller位點能夠將催化位點和C1中間體實現最大化的軌道重疊，從而實現了優異的光催化CO2還原活性和選擇性。1）John-Teller催化活性位點具有較強的不對稱特點，能夠活化非極性CO2分子，而且能夠實現對各種不同C1中間體的自適應。比如堿式碳酸鈷的對稱性比較弱的Co2位點是一種John-Teller位點，是將弱不對稱的Fe&Co和強不對稱Cu&Co組裝。而且通過John-Teller位點和CO2分子之間的相互作用，增強John-Teller畸變作用，從而進一步調控光催化還原CO2的選擇性和催化活性。2）Cu&Co位點的CO產量達到8137.9 μmol g-1，分別比Fe&Cu或Co2位點的性能高2.3倍和4.2倍。此外，Cu&Co位點的產物選擇性達到92.62 %，比Fe&Co位點（88.67 %）和Co2位點（55.33 %）的選擇性更好。這項研究展示了一種通過設計雙重John-Teller位點調控催化反應活性和選擇性的方法。
Huanhuan Liu, et al, Construction of Asymmetrical Dual Jahn–Teller Sites for Photocatalytic CO2 Reduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023DOI: 10.1002/anie.202304562https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202304562
5. AEM：一種通用的穩定鋅陽極策略
鋅箔預處理是緩解鋅陽極不穩定性和保持鋅金屬電池高能量性能的直接途徑。然而，用于實現理想Zn表面紋理的主流方法不能在大放電深度下實現持久操作，從而損害了Zn利用率。鋅蝕刻是控制表面紋理的一種可行方法，但這種方法仍未被探索。近日，蘇州大學孫靖宇報道了一種在非質子介質中雕刻鋅箔的通用策略，以在穩定性方面實現有效的陽極預處理。1) 作者通過在非質子環境中使用高價金屬離子（尤其是Mo5+）作為關鍵蝕刻劑進行測試，從而在Zn箔表面上實現均勻分布的3D多孔結構。綜合實驗結果和理論模擬表明，Zn的成核和生長得到增強。2) 這種特殊設計的電極在對稱電池中表現出長的壽命和88%的大放電深度。當其與ZnxV2O5陰極進行組裝時，即使在苛刻的條件下（例如，N/P容量比為5.5），所構建的電池也具有幾乎完全的容量保持。
Yuhan Zou, et al. A Generic “Engraving in Aprotic Medium” Strategy toward Stabilized Zn Anodes. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202300932https://doi.org/10.1002/aenm.202300932
6. AEM：電合成尿素中多相反應物的共活化
N2和CO2固定是一種環保的廢物轉化能源技術，其可以取代繁瑣且要求苛刻的工業尿素生產工藝。近日，青島科技大學賴建平設計了具有尖端和空位結構的VN-Cu3N-300催化劑，并將其用于尿素電合成過程中多相反應物的共活化。1) 在環境條件下，尿素產量為81μg h?1 cm?2，這是首次報道的高面積活性電催化劑，相應的法拉第效率能夠達到28.7%。并且全電池電解表現出良好的穩定性，以及在2.1 V下具有0.7 mA cm?2的電流密度。此外，作者將連續電解48小時后的電解質蒸發并重結晶，并通過1H NMR確定尿素的純度可以達到100%。2) 綜合分析表明，尖端效應形成的局部電場可以有效地促進CO2的吸附和活化。表面氮空位的存在促進了*N=N*中間體的形成?，從而確保了C-N偶聯，并且還優化了水的離解過程，為尿素的合成提供了質子供應，進而改變了速率確定步驟并且促進了尿素形成。
Zheng Lv, et al. Coactivation of Multiphase Reactants for the Electrosynthesis of Urea Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202300946https://doi.org/10.1002/aenm.202300946
7. AEM：消除鋰金屬電池中粘彈性聚甲基丙烯酸甲酯-聚環氧乙烷聚合物混合電解質中電壓噪聲的系統研究
在具有鋰金屬陽極的固體聚合物電解質高壓陰極電池的初始循環中會隨機出現微短路和電壓噪聲。然而，這種現象也發生在較低的操作電壓中，例如在LiFePO4陰極電池中的操作電壓。近日，塞薩斯德謨克里特大學George Zardalidis報道了消除鋰金屬電池中粘彈性聚甲基丙烯酸甲酯-聚環氧乙烷聚合物混合電解質中電壓噪聲的系統研究。1) 作者分別探討了陰極、聚合物電解質和陽極部件對電極之間初始樹枝狀橋接的直接/間接影響，對確定電壓噪聲的潛在原因和預防方法進行了系統研究?；赑MMA–PEO共混物的電解質表明，僅依靠粘彈性并不能防止電壓噪聲的出現。2) 液體聚合物用于潤濕陰極活性材料，其可導致完全孔隙滲透。在優化固體電解質和陰極之間的界面之后，沿著鋰表面預處理和聚合物離子導電性方向進行研究被視為抑制枝晶生長和提高電池循環性能的一種手段。
George Zardalidis and Filippos Farmakis, A Systematic Study Aiming Toward Voltage Noise Elimination in Viscoelastic Poly(methyl methacrylate)–Poly(ethylene oxide) Polymer Blend Electrolytes in Li Metal Battery Cells. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202301035https://doi.org/10.1002/aenm.202301035
8. AEM：通過槽模工藝的局部過飽和油墨以實現高效和穩健的鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦太陽能電池（PSC）以其高效率而備受關注，使其正成為極具潛力的薄膜光伏技術之一。目前，科研工作者正在嘗試通過環保溶劑和工藝系統進行擴大規模和商業化的研究。近日，全北國立大學Seok-In Na、Sung-Nam Kwon通過槽模工藝的局部過飽和油墨實現了高效和穩健的鈣鈦礦太陽能電池。1) 作者首次介紹了一種基于流變工程的局部過飽和鈣鈦礦油墨（LSPI）策略，用于基于槽模工藝的PSC制造，并且其適用于輥對輥連續工藝。對于生坯槽模工藝，作者使用由低毒二甲基亞砜（DMSO）單一溶劑組成的鈣鈦礦前體油墨，并使用少量1，2-二氯苯（DCB）作為調節劑來控制油墨的流變性能。DCB的加入降低了DMSO基鈣鈦礦前體油墨的高表面張力，使其適應槽模工藝，從而實現了均勻的濕膜形成，并產生了局部過飽和膠體，即鈣鈦礦晶種，并且其通過具有低吉布斯自由能的非均勻成核生長成致密大晶粒。2) 因此，LSPI使基于槽模涂布的PSC具有20.61%的效率（0.1 cm2的活性面積），從而使其在放大到最小模塊時分別實現18.66%和17.66%的高效率（2.7和8.64 cm2的活性面積）。
Sushil S. Sangale, et al. Locally Supersaturated Inks for a Slot-Die Process to Enable Highly Efficient and Robust Perovskite Solar Cells. Adv. Energy Mater. 2023DOI: 10.1002/aenm.202300537https://doi.org/10.1002/aenm.202300537
9. Nano Letters：改善“MOF-on-MOF S-Scheme”異質結的界面匹配
加速異質結中界面載流子的遷移對于驅動高性能光電響應至關重要。然而，較差的接觸面積和界面處的大電阻會限制材料的光電性能。華中師范大學朱成周和武漢工程大學胡六永通過靜電自組裝制備了一種包含2D/2D雙金屬卟啉金屬-有機框架的S-Scheme異質結，該框架具有金屬中心調節的CuTCPP（Cu）/CuTCPP（Fe）。1）超薄納米片狀結構減少了載流子遷移距離，而卟啉主鏈則通過π–π共軛促進了合理的界面匹配，從而抑制了光生載流子的復合。2）此外，金屬中心調節的S-Scheme能帶排列產生了巨大的內置電場，為有效的載流子分離和遷移提供了巨大的驅動力。結合CuTCPP（Fe）的仿生催化活性，利用所得到的異質結構建了光電化學尿酸生物傳感器。
Mingwang Liu, et al. Improving Interface Matching in MOF-on-MOF S-Scheme Heterojunction through π–π Conjugation for Boosting Photoelectric Response. Nano Letters. 2023DOI：10.1021/acs.nanolett.3c01650https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c01650
10. Nano Letters：基于鎳單原子電催化劑可實現長效鋅-碘電池
鋅-碘（Zn–I2）電池以其高能量密度、低成本和固有的安全性而備受關注。然而，包括多碘溶解和穿梭、緩慢的碘氧化還原動力學和低電導率在內的一些挑戰限制了它們的實際應用。南京大學金鐘、安徽工業大學馬連波和吳孔林通過將Ni單原子（NiSAs）均勻分散在分級多孔碳骨架（NiSAs-HPC）上，設計了一種用于Zn–I2電池的高效電催化劑。1）原位拉曼分析顯示，由于NiSAs具有顯著的電催化活性，使用NiSAs HPC顯著加速了可溶性聚碘（I3–和I5–）的轉化。2）由此產生的Zn–I2電池展現出了卓越的倍率能力（50℃時為121 mAh g–1）和超長循環穩定性（超過40?000次循環）。
Lianbo Ma, et al. Long-Lasting Zinc–Iodine Batteries with Ultrahigh Areal Capacity and Boosted Rate Capability Enabled by Nickel Single-Atom Electrocatalysts. Nano Letters. 2023DOI：10.1021/acs.nanolett.3c01310https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c01310
