中國科學技術大學，大家自然是再熟悉不過的了。
紅專并進一甲子，科教報國六十年。自1958年成立以來，中科大敢為人先，成為我國高等教育領域一股“不跟風不盲從”的清流。創立全國首個少年班、成立全國首個研究生院、不盲目號召和兼并，創造“千生一院士”的佳話。
在中科大六十周年校慶之際，納米人聯合國際頂級能源期刊Joule，匯總了中科大不同發展階段的部分老師和校友最新在Joule發表的研究成果。
納米人：中科大六十周年，如果請您對中科大說一句話，您會說什么？
王功名老師：感謝科大多年的培養，一日科大人，終生科大人。
納米人：在美國攻讀博士學位并從事博士后研究之后，您于2016年回到中科大工作，并入選國家高層次人才計劃，當時為什么會選擇回來中科大，這里最吸引您的是什么？
王功名老師：我是安徽人，回科大工作離家比較近。另外科大可以為我提供很好的研究平臺，而且科大的氛圍也很好，學生質量也很高。
錢逸泰院士團隊Joule：鋰硫電池正極添加劑——“現象”背后的p能帶調控
在鋰硫電池實際測試當中，不同的極性金屬化合物在提升Li-S電池反應動力學性能方面表現出了巨大差異。如何從微觀層面揭示Li-S電池性能提升的宏觀現象背后的本質原因以及存在的科學規律，正成為該領域極具挑戰性的工作。
中科大錢逸泰院士團隊和王功名教授課題組研究了鈷基化合物在Li-S化學中的動力學行為，發現陰離子的價電子p能帶中心位置能夠有效調控材料界面電子轉移反應動力學，是影響其性能的主要因素。
該研究的發現能夠為將來高性能Li-S電池正極材料的設計和研究提供新的思路。
Zhou J, Liu X, Zhu L, et al. Deciphering the Modulation Essence of p Bands in Co-Based Compounds on Li-S Chemistry[J]. Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.08.010
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30395-7
李亞棟院士團隊Joule：單原子催化劑的制備和電催化應用綜述
納米時代漸遠，原子時代來襲！
清華大學王定勝教授和李亞棟院士團隊系統討論和總結了利用濕化學方法制備單原子催化劑的最新進展，著重討論了合成單原子催化劑的核心問題，即如何實現單核金屬前驅體的原子級分散和如何防止形成的單原子的遷移團聚，這也為后續的研究者提供借鑒。
此外，本文還介紹單原子催化劑在氧還原反應（ORR）、析氫反應（HER）和二氧化碳電還原反應（CO2RR）中的應用，著重討論單原子催化劑結構與電催化性能的構效關系。最后結合目前的研究現狀和挑戰，對單原子催化劑的研究前景進行了展望。
Chen Y, Ji S, Chen C, et al. Single-Atom Catalysts: Synthetic Strategies and Electrochemical Applications[J]. Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.06.019
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30284-8
納米人：中科大六十周年，如果請您對中科大說幾句話，您會說什么？
崔屹老師： 在科大本科學習五年是我人生和事業起步最重要的一段時光?？拼笠恢北３种鴦諏嵑妥⒅財道砘A的優秀傳統，科大人能以安靜的心態培養著敏銳的科技洞察力和堅忍不拔的精神。在哈佛讀博士、伯克利讀博士后、斯坦福任教和科研攻關時取得的成績，和在科大時打好的基礎分不開。我最難忘的是在通宵教室學習和在實驗室里首次接觸科研的時光。我希望科大的學生們繼續保持科大人務實和注重數理基礎的優秀傳統，放眼世界！
崔屹團隊Joule：彈性可伸縮鋰負極
可伸縮電子器件，如可穿戴設備、智能衣服、電子皮膚、顯示器以及可植入醫學器件等，受到了人們越來越多的關注，市場潛力巨大。為這些電子器件供能的電池同樣需要具有一定的可伸縮性，在這方面，可伸縮鋰離子電池備受關注。
崔屹教授研究組首次制備了彈性可伸縮鋰負極。他們將鋰金屬用橡膠分割成了若干微區，這些微區通過鑲嵌在橡膠中的銅線相連，成為“一體化”的結構。
銅線被做成彈簧，保證了其可拉伸性。這樣，在電極受到外力而拉伸時，銅彈簧可以變形，填充在彈簧間隙中的橡膠可以吸收機械沖擊能量，從而保護鋰金屬微區免受其影響。同時，鋰金屬的微區是“一體化”連接在一起的，因此即使在機械變形條件下，它們都能夠保持極好的電連接，從而保證電化學反應的穩定進行。這種結構設計能夠使得鋰金屬電極能夠在機械拉伸過程中保持較好的電化學性能，在往復的機械變形后，庫倫效率衰減很小。此外，由于鋰金屬微區的三維結構特點，它極大提高了電極的有效面積，降低了局域電流密度，抑制了鋰枝晶的生長，這使得鋰金屬的電化學循環穩定性大大提高。
Liu K, Kong B, Liu W, et al. Stretchable Lithium Metal Anode with Improved Mechanical and Electrochemical Cycling Stability[J]. Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.06.003
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30239-3
納米人：中科大六十周年，如果請您對中科大說一句話，您會說什么？
林柏霖老師：祝福母校在新拓展的方向上一切順利，同時保持傳統優勢，成為純粹學術的一個圣地。
林柏霖團隊Joule：新減排理論定量揭示二氧化碳減排深度規律
為實現《巴黎氣候協定》中各國政府一致設定的溫控目標而估算出的碳排放配額很可能在2040年之前耗盡，二氧化碳化學還原作為一種受到廣泛關注的技術手段，其在減排中的可能應用亟需系統的研究。
上?？萍即髮W物質學院林柏霖課題組建立了二氧化碳減排新理論，創造性地用兩個簡單的公式來定量描述途徑眾多、過程復雜的二氧化碳減排過程，首次提供了簡便系統的量化指標，可用于定量比較各種具有不同碳價態的二氧化碳電化學還原產物的本征減排能力，并定量推導出實現凈負排放的前提條件，為利用化石能源或者低碳能源驅動的電化學固定二氧化碳法，實現大規模減排提供理論依據。
該研究首次從理論和規律上為二氧化碳化學固定這一減排策略在低碳能源之外，打開了化石能源這一扇大門，進而為低碳能源的成熟和發展，并最終實現溫控目標創造更多的機會。
Chen A, Lin B L. A Simple Framework for Quantifying Electrochemical CO2 Fixation[J]. Joule, 2018.
DOI: 10.1016/j.joule.2018.02.003
http://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(18)30049-7
納米人：中科大六十周年，如果請您對中科大說一句話，您會說什么？
焦淑紅老師：中科大作為國內研究型大學的代表，在過去的六十年內取得了輝煌的成績，不僅為祖國建設培養了大批的人才，而且為科技強國貢獻了自己的力量。祝愿中科大的未來更加蓬勃發展，早日建設成為世界一流大學。
納米人：我們知道，您是2017年進入中科大工作，這里最吸引您的是什么？
焦淑紅老師：中科大吸引我的最主要的原因是自由的學術氛圍，勤奮刻苦的學生，以及各個研究方向的頂尖大牛是我們學習榜樣。我想，這不僅是中科大吸引我，也是吸引眾多優秀科研人員的主要原因。
納米人：清潔能源轉化與存儲是全球科學家研究的熱點問題。我們了解到今年您在Joule和Nature Energy分別發表了在鋰金屬電池領域的研究成果。能不能簡單介紹一下？
焦淑紅老師：近年來，鋰金屬電池吸引了包括學術界和工業界廣泛的研究開發興趣。理論上講，鋰金屬負極具有極高的理論比容量（3860mAh/g），但是，鋰金屬作為負極材料存在兩個主要的問題：一個是鋰枝晶生長產生的安全問題，另一個是庫侖效率較低帶來的循環壽命問題。這兩個問題是限制鋰金屬負極廣泛應用的主要障礙。
我們一方面深入理解鋰金屬負極的穩定性，尤其是在高面容量情況下的循環情況和衰減機制，為鋰金屬負極的研究提供依據，該工作發表在了Joule上。另一方面，我們努力拓寬鋰金屬電解液的電化學窗口，通過改變電解液添加劑和濃度等手段，調制電解液的溶劑化結構，進而改變電解液在正負極表面的界面結構和性質，同時提高了電解液對鋰金屬負極和高電壓正極的穩定性，該研究結果發表在了Nature Energy期刊上。
隨著社會對能源需求的日益增加，全球科學家對于儲能技術的研究興趣也不斷高漲。目前的電池技術研究主要有兩個方向，一個是面向未來電動汽車的動力電池技術，一個是面向智能電網的大規模儲能技術。目前看，大多的的電池技術都還沒有取得突破性的進展，技術先進性和成熟度都還比較低，還需要很長的時間進行深入細致的研究，才有可能逐步被市場接受。
張繼光/許武/焦淑紅團隊Joule：揭示金屬鋰負極衰退機制
鋰金屬電池（LMBs）在能源儲存領域引起了廣泛關注。盡管已經進行了對Li金屬負極的低-中等容量利用的研究，但在實際的電池系統中是不合適的。
美國西北太平洋國家實驗室張繼光（通訊作者），許武（通訊作者）、焦淑紅（第一作者）等人通過將Li容量利用率和充電電流密度控制到實際水平來研究Li金屬負極在液體電解質中的衰退和Li金屬電池的長循環穩定性，首次揭示金屬Li負極表面上的衰退層的厚度與Li面積容量利用率(高達4.0mAh/cm2，實際LMB系統中)呈線性關系。每個循環中Li容量利用率的增加會引起Li負極上的衰退層形態和組成的變化。在高Li容量利用率下，充電電流密度（即Li沉積過程）是控制Li金屬負極腐蝕的關鍵因素。
這些基本發現為可充電LMB的發展提供了新的視角，并為下一代鋰金屬電池的設計提供了實用指導。
Jiao S, Zheng J, Li Q, et al. Behavior of lithium metal anodes under various capacity utilization and high current density in lithium metal batteries[J]. Joule, 2017.
DOI: 10.1016/j.joule.2017.10.007
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(17)30131-9
紅專并進一甲子，科教報國六十年
祝中科大生日快樂！
