1.陳少偉Nature Commun.：原子分散在碳中的釕比鉑在堿性介質中析氫性能更好
加州大學陳少偉和Yuan Ping團隊制備釕和氮共摻雜的碳納米線作為有效的析氫催化劑，并檢測了釕納米顆粒和釕原子位點對HER性能的影響。實驗過程：將三聚氰胺-甲醛（MF）聚合物涂覆在碲納米線（Te NWs）上，加入計量的氯化釕（III）后，在控制溫度下熱解，導致形成Ru、N共摻雜的碳NW，其中釕納米顆粒和釕單原子嵌入碳基質中。其催化性能明顯優于商業Pt/C催化劑，在1 M KOH中10 mVcm-2的電流密度下過電勢僅為-12 mV，在0.1 M KOH中達到-47 mV。
顯著的活性主要歸因于嵌入碳基質中的各個釕原子，而釕納米顆粒的貢獻最小。與第一性原理計算獲得了一致的結果，HER活性位點很可能是與N和C（RuCxNy）（不飽和）配位有關的釕原子中心。RuCxNy顯示出比釕納米顆粒低得多的氫結合能，并且比Pt更低的水解離能壘，表明具有更快的動力學過程。RuC2N2是最活躍的催化中心，其中釕和相鄰的碳原子都是可能的活性位點。
Lu B, Guo L, Wu F, et al. Ruthenium atomically dispersed in carbon outperforms platinum toward hydrogen evolutionin alkaline media. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08419-3
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08419-3
2. 中科院Nature Commun.：硒化銅納米催化劑電還原CO2制甲醇
通過電化學還原CO2生產甲醇是非常有吸引力的。但使用容易制備的催化劑以高電流密度實現高法拉第效率仍然是一個挑戰。中科院Qinggong Zhu和Buxing Han團隊報道了以簡易溶劑熱合成方法在二乙烯三胺（DETA）和H2O二元溶液合成Cu2-xSe(y) 硒化銅納米催化劑，y代表DETA和水的體積比（VDETA/VH2O），x為催化劑中Cu和Se的原子比，x值在0.3至0.4范圍內。催化劑的性質，如尺寸和形貌，是依賴于溶劑的。在VDETA/VH2O為1：3的混合溶劑中合成的催化劑可以將CO2轉化為甲醇，電流密度為41.5 mA cm-2，在285 mV的低過電位時法拉第效率為77.6％。
Yang D, Zhu Q, Chen C, et al. Selective electroreduction of carbondioxide to methanol on copper selenide nanocatalysts. Nature Communications,2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08653-9
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08653-9
3.Nature Commun.：在原子尺度上理解Mn+1AXn的無序結構
在復雜的陶瓷材料中，由于難以進行直接的原子級實驗觀察，因此理解結構無序化的性質是一項挑戰。斯坦福大學Rodney C. Ewing和北京大學王宇鋼團隊使用高分辨率（HR）像差校正的STEM HAADF和ABF成像直接觀察離子輻照誘導Mn+1AXn相中的反位點缺陷和化學無序，提供了有序到無序相變的證據，推翻了輻照導致相分解為二元fcc結構Mn+1AXn的傳統觀點。
隨著均勻分布的陽離子反位缺陷的形成和X陰離子的重排，在低離子能量下形成無序固溶體γ-（Mn+1A）Xn相，然后逐漸過渡到亞穩固溶體fcc結構（Mn+1A）Xn。通過APT表征，A原子隨機分布在固溶體相的結構中。GIXRD和第一原理計算闡明了無序相的精確結構參數，并進一步表明這種獨特的無序化過程引起了材料性質的理想變化。
這些結果最終闡明了Mn+1AXn相中有序-無序轉變的原子尺度機制，并表明無序結構的引入可以使這些材料在先進的核能系統中具有優越的性能，從而提供了一種新的通過精心控制的照射條件，制造優質Mn+1AXn固溶體材料的方法。
Wang C, Yang T, Tracy C L, et al. Disorder in Mn+1AXn phases at the atomic scale. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-08588-1
https://www.nature.com/articles/s41467-019-08588-1
4.Joule綜述：Li-S電池中間層材料的選擇
硫正極的理論比容量高達1675 mAh/g且與金屬鋰負極匹配時全電池能量密度高達2600 Wh/kg。此外，硫是汽油工業的副產物因而具有不可比擬的成本優勢。這些優勢使得Li-S電池在諸多新一代儲能體系中具有強大的競爭力。然而，硫正極面臨著循環過程中體積膨脹、電子電導率低以及多硫化物穿梭效應等問題的影響，這會導致硫利用率降低和活性物質流失。在隔膜與正極材料中嵌入一層膜（或者所謂的中間層）是解決上述問題的有效手段。在本文中，作者對有關近年來有關界面層體系的研究、工作機理以及擴展實用性等進行了概括總結。
Fan L, et al. Interlayer MaterialSelection for Lithium-Sulfur Batteries. Joule, 2019.
DOI: 10.1016/j.joule.2019.01.003
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30031-5?rss=yes
5.Angew.：電極-固態電解質界面鋰離子空間電荷層的直接觀測
當兩種材料相互接觸時可移動的載流子會根據電勢差異在界面上重新分布。這種電荷再分布在電極-電解質界面上也同樣存在。再分布的離子對于穿過界面的離子電導具有十分重要的影響。因此，揭示離子載流子的實際分布并以此為依據提高電解質的離子電導率十分重要。在本文中，研究人員成功地利用相移電子全息照相和空間分辨電子能量損失光譜觀察到了在銅電極和鋰導電固體電解質之間的界面上形成的電荷重分布層或空間電荷層（SCL）的離子和電位分布。這些電子顯微鏡技術清楚地顯示了鋰離子空間電荷層在距離界面10 nm的距離處從1.3 V開始衰減，這些技術將有助于下一代電化學設備的發展。
Nomura Y, etal. Direct Observation of a Li‐ionic Space‐ChargeLayer Formed at an Electrode/Solid‐Electrolyte Interface. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/ange.201814669
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ange.201814669?af=R
6. AM：鉑納米顆粒實現有效的電動療法治療癌癥
電化學療法（EChT）通過將電極直接插入腫瘤中以在直流電（DC）下殺死癌細胞，臨床上已在幾個國家開展使用。在EChT中，插入電極附近的劇烈pH變化是腫瘤損傷的主要原因。但其有限的有效面積和復雜的電極配置阻礙了EChT在治療多種腫瘤類型中的臨床應用。
浙大李翔、韓高榮和蘇大劉莊團隊提出了一種概念上新型的電療治癌策略，與現有方法的腫瘤殺傷機制不同，該方法使用具有電催化功能的納米顆粒。通過在方波交流電（AC）下電驅動鉑納米顆粒（Pt NP）進行催化反應，電流引發水分子與Pt NP表面上氯離子之間的反應，產生細胞毒性-羥基自由基。與EChT相比，這種稱為電動力療法（EDT）的機制能夠在整個電場內有效殺死癌細胞，而EChT僅限于電極附近的區域。在用Pt NP進行的體內EDT治療中進一步證明了顯著的腫瘤破壞功效。該EDT方法幾乎是微創的，并且能夠以相對大的尺寸對整個腫瘤提供均勻的殺傷效果。
Gu T, Wang Y, Lu Y, et al. Platinum Nanoparticles to Enable Electrodynamic Therapy for Effective Cancer Treatment. Advanced Materials,2019.
DOI: 10.1002/adma.201806803
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201806803
7.南昌大學AFM：π-共軛聚合物PTN-Br增強Sn基鈣鈦礦的穩定性
Cong Liu 等人采用半導體分子PTN-Br引入Sn基鈣鈦礦前體中以形成本體異質結薄膜。此外，具有合適的HOMO（-5.41eV）的PTN-Br分子可以填充到鈣鈦礦膜的晶界，作為晶粒間的空穴傳輸介質。鈣鈦礦薄膜與PEDOT：PSS空穴傳輸層的能級匹配，確保了優異的空穴傳輸和更高的開路電壓。此外，由于在未配位的Sn原子和PTN-Br的二甲基氨基之間形成路易斯加合物，π-共軛聚合物PTN-Br可以鈍化鈣鈦礦膜內的陷阱態。因此實現了7.94％的冠軍效率。此外，由于PTN-Br的UV屏障和鈍化作用，PTN-Br摻入的器件顯示出更好的紫外線（UV）穩定性。
Liu C, Tu J, Hu X, et al. Enhanced Hole Transportation for Inverted Tin‐Based Perovskite Solar Cells with High Performance and Stability. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201808059
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201808059
8. AFM：穩定高效的 NiOx 空穴傳輸層的表面改性劑
無機NiOx是p-i-n鈣鈦礦太陽能電池中最常用的空穴傳輸層（HTL）。然而，在其表面上可能存在缺陷，以影響鈣鈦礦界面上的電荷轉移/提取，并影響在其上生長的鈣鈦礦膜的質量。Chia‐Chen Lee等人 開發出了NiOxHTL的有效表面改性劑，即兩種新型在室溫下穩定的開殼單線態雙自由基態的 [7]螺旋。它們的非極性特征有效地促進了鈣鈦礦薄膜的結晶度；同時，它們獨特的部分雙自由基特征在鈣鈦礦界面處提供一定程度的缺陷鈍化功能，以促進界面電荷轉移/提取。因此，1ab和1bb改進的器件產生的效率超過18％。
Lee C-C, Chen C-I,Fang C-T, et al. Improving Performance of Perovskite Solar Cells Using[7]Helicenes with Stable Partial Biradical Characters as the Hole‐ExtractionLayers. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201808625
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201808625
