1.JACS：效率>18％，單銨卟啉用于刮涂穩(wěn)定的大面積鈣鈦礦太陽能電池
鈣鈦礦薄膜的結晶和缺陷的有效控制是鈣鈦礦太陽能電池（PSC）性能和穩(wěn)定性的關鍵因素，特別是對于大面積PSC器件的制備。蘭州大學曹靖將表面活性劑，單銨鋅卟啉（ZnP）化合物直接嵌入到甲基銨碘化鈣鈣鈦礦膜中，以刮涂大面積均勻的鈣鈦礦薄膜。
刮涂的大面積（1.96cm2）帶有ZnP的PSC的效率高達18.3％，而小面積（0.1 cm2）器件的最佳效率為20.5％。研究表明，ZnP起控制鈣鈦礦結晶的作用，以及鈣鈦礦表面和晶界的缺陷有效鈍化。在85 ℃，濕度為45％條件下，ZnP包封的電池在1000小時后保持其初始效率的90％以上，穩(wěn)定性得到大大改善。本研究提出了一種基于鈣鈦礦薄膜分子包封策略實現(xiàn)大面積涂層，形貌調控和缺陷抑制的協(xié)同效應的簡便策略，為進一步提高光伏性能和PSC的穩(wěn)定性提供了新途徑。
Congping Li, Jun Yin,Ruihao Chen, Xudong Lv, Xiaoxia Feng, Yiying Wu, and Jing Cao*. Monoammonium Porphyrin for Blade-coating Stable Large-area Perovskite Solar Cells with>18% Efficiency. Journal of the American Chemical Society, 2019.
DOI: 10.1021/jacs.9b01305
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/pdf/10.1021/jacs.9b01305?download=true
2. Acc. Chem. Res.：基于聚多巴胺涂層的表面化學
聚多巴胺涂層的應用呈指數(shù)增長，包括細胞培養(yǎng)，微流體，抗菌表面，組織工程，給藥系統(tǒng)，光熱療法，光催化劑的固定化，鋰離子電池膜，鋰硫電池正極材料，油/水分離，水解毒，有機催化劑，膜分離技術，碳化等。中科院Feng Zhou、韓國Seonki Hong與Haeshin Lee團隊報道的這篇綜述詳細地描述了各種聚多巴胺涂層方法，并引入了很多多巴胺的化學衍生物，這將進一步開發(fā)表面化學。
Haesung A. Lee, Yanfei Ma, Feng Zhou, Seonki Hong, Haeshin Lee.Material-Independent Surface Chemistry beyond Polydopamine Coating. Accounts of Chemical Research, 2019.
DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00583
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.accounts.8b00583
3.EES：有機金屬鹵化物鈣鈦礦中的深層，電荷輸運和混合電導率
了解缺陷的類型，形成能和捕獲截面缺陷是有機金屬鹵化物鈣鈦礦（OMHP）器件領域的挑戰(zhàn)之一。Mahshid Ahmadi等人報道了深層（DL）缺陷及其對單晶鈣鈦礦（MAPbBr3）的自由電荷傳輸性質的影響。結果表明，首次確定非輻射復合的DL缺陷及其在帶隙內的位置。另外，研究證實了在MAPbBr3器件中由子帶隙照射產生的霍爾遷移率的增加和空穴傳輸?shù)脑鰪姡娮虞d流子壽命主要受陷阱輔助重組的影響。了解DL的精確位置有利于通過晶體生長來控制這些缺陷以消除這些缺陷。
Artem Musiienko, Pavel Moravec, Roman Grill,P. Praus, Igor Vasylchenko, Jakub Pekarek, Jeremy Tisdale, Katarina Ridzonova, Eduard Belas, Lucie Abelová, BinHu, Eric Lukosi and Mahshid Ahmadi. Deep Levels, Charge Transport and Mixed Conductivity in Organometallic Halide Perovskites.
Energy & Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C9EE00311H
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee00311h#!divAbstract
4. AM：手性三維有機-無機鈣鈦礦的理論預測
有機-無機雜化三維鈣鈦礦（3D HOIPs）具有超長電荷載流子擴散長度，高介電常數(shù)，低陷阱密度，可調吸收和發(fā)射波長，強自旋軌道耦合和大Rashba分裂。這些優(yōu)異的性能引起了人們對HOIP高性能光電子學和自旋電子學的研究興趣。
近日，新加坡南洋理工大學Weibo Gao研究團隊通過引入手性甲基銨陽離子，證明了植入手性的3D雜化有機-無機鈣鈦礦?；诮Y構優(yōu)化，聲子譜，形成能和從頭算分子動力學模擬，發(fā)現(xiàn)手性陽離子的手性可以成功地轉移到3D HOIP的框架，并且得到動力學和熱力學上都是穩(wěn)定的3D手性HOIP。將手性與3D鈣鈦礦令人印象深刻的光學，電學和自旋電子特性相結合，3D手性鈣鈦礦在壓電，熱電，鐵電，拓撲量子工程，圓極化光電子學和自旋電子學領域將會具有重要意義。
Long, G. et al. Theoretical Prediction of Chiral 3D Hybrid Organic-Inorganic Perovskites. Advanced Materials,2019.
DOI: 10.1002/adma.201807628
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201807628
5.AM：超過12％效率的非富勒烯太陽能電池
Long Ye等人引入了一種簡便且環(huán)保的方法，極大地促進了無定形聚合物的分子順序，從而實現(xiàn)了順序沉積（SD）非富勒烯太陽能電池的超過12%高效率。使用綠色溶劑（R）-（+）-檸檬烯，可提高聚合物的順序，并獲得最佳效率。此外，對于這些新的SD器件，觀察到溶劑，相互作用參數(shù)和長周期之間的強關系。
Long Ye; Yuan Xiong; Zheng Chen; QianqianZhang; Zhuping Fei; Reece Henry; Martin Heeney; Brendan T. O'Connor; Wei You;Harald Ade. Sequential Deposition of Organic Films with Eco‐Compatible Solvents Improves Performance and Enables Over 12%‐Efficiency Nonfullerene Solar Cells. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808153
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201808153
6. AM封面：來自MOF的富含氧空位ZnO納米片用于ppb級氣體傳感器
超越氣體傳感器的不均勻性問題并實現(xiàn)其可再現(xiàn)的ppb級氣體傳感非常適用于傳感器的廣泛部署，以用于工業(yè)安全和室內/室外空氣質量監(jiān)測的應用。新加坡國立大學Dan Zhao和新加坡A*STAR的JifangTao團隊提出了一種策略，通過將生長的ZIF-L薄膜芯片級熱解成多孔和分層ZnO納米片，從而顯著改善傳感材料的表面均勻性和氣敏性能。該團隊提出了一種簡便的能夠產生可調氧空位的新方法，從而對傳感材料的電子結構進行微調，并闡明了ZnO納米片的氧空位與其氣敏性能之間的相互關系。
歸因于不成對的電子、隨之而來的帶隙變窄、增加的比表面積和分層的微中孔結構，所得到的具有豐富氧空位的ZnO納米片表現(xiàn)出顯著提高的傳感靈敏度和縮短的ppb級CO和包含1,3-丁二烯、甲苯和四氯乙烯揮發(fā)性有機化合物的響應時間。這種通過缺陷工程的簡便方法揭示了傳感材料的合理設計，并且可以促進具有可控形態(tài)和針對超痕量氣體檢測的優(yōu)異傳感性能傳感器的大規(guī)模生產和商業(yè)化。
Hongye Yuan, Saif Abdulla Ali Alateeqi Aljneibi, Jiaren Yuan,Yuxiang Wang, Hui Liu, Jie Fang, Chunhua Tang, Xiaohong Yan, Hong Cai, YuandongGu, Stephen John Pennycook, Jifang Tao, Dan Zhao. ZnO Nanosheets Abundant inOxygen Vacancies Derived from Metal‐Organic Frameworks for ppb‐Level Gas Sensing. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201807161
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201807161
7.AM：雙金屬電催化劑NiCo2S4@g-C3N4-CNT高效OER/ORR
過渡金屬負載在N摻雜的C上的催化劑因金屬位點和N協(xié)同作用而具有良好的電催化活性，已被廣泛研究。目前人們對該類單金屬催化劑的功能已經相當了解，但是對雙金屬體系的研究卻較少。近日，天津大學鄧意達團隊設計合成了一種NiCo2S4/墨化碳氮化物/碳納米管（NiCo2S4@g-C3N4-CNT）催化劑。優(yōu)化后的NiCo2S4@g-C3N4-CNT材料同時具有高的OER和ORR活性和穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，電子從雙金屬Ni/Co活性位點轉移到g-C3N4的吡啶N上與CNT協(xié)同作用提高了電催化活性。DFT計算表明，Ni/Co雙金屬獨特的共激活作用加速了反應動力學。
Xiaopeng Han, Yida Deng,* et al. Identifying the Activation of Bimetallic Sites in NiCo2S4@g-C3N4-CNT Hybrid Electrocatalysts for Synergistic Oxygen Reduction and Evolution. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808281
https://doi.org/10.1002/adma.201808281
8.AM: 高性能Li-SeSx全固態(tài)鋰電池
全固態(tài)Li-S電池是下一代能量存儲系統(tǒng)有希望的候選者，但由于高的界面電阻和S的電子絕緣性質，它們的電化學動力學和低S利用率阻礙了發(fā)展。加拿大西安大略大學孫學良課題組通過形成SeSx固溶體以改變電子和離子電導率，將Se引入S正極中，提高全固態(tài)鋰電池（ASSLB）的正極利用率。
DFT和直流電子電導率分析證實了引入Se后電子密度進行了重新分布。在用市售Li3PS4電解質球磨后，可以定制SeSx-Li3PS4復合材料的電子和離子電導率。所有獲得的SeSx-Li3PS4（x = 3,2,1和0.33）復合材料的界面離子電導率為10-6 S cm-1，可以開發(fā)用于硫化物基ASSLB的穩(wěn)定且高度可逆的SeSx正極。此外，SeS2/ Li10GeP2S12-Li3PS4/Li固態(tài)電池表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，在50 mA g-1下提供超過1100 mAh g-1（理論容量的98.5％）的高容量，且在100個循環(huán)中保持高度穩(wěn)定。高負載電池可以實現(xiàn)高達12.6 mAh cm-2的高面積容量。基于固溶化學調整S基正極的離子和電子電導率是實現(xiàn)高能ASSLB系統(tǒng)重要且有效的策略。
Xiaona Li, Jianwen Liang, Jing Luo, ChanghongWang, Xia Li, Qian Sun, Ruying Li, Li Zhang, Rong Yang, Shigang Lu, Huan Huang,Xueliang Sun. High‐Performance Li–SeSx All‐Solid‐State Lithium Batteries. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808100
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201808100
9.Angew.：Co9S8-碳/Co9S8的管中纖維設計用于鈉離子電池
鈉離子的緩慢動力學使其難以實現(xiàn)高倍率性能，致使功率密度不佳。香港理工大學Jinlian Hu和Haitao Huang團隊提出了一種具有快速鈉離子動力學的管中纖維Co9S8-碳/Co9S8設計，在 Co9S8納米管內部，有Co9S8-C復合納米纖維存在，以形成管內纖維結構。
中空結構有效地緩沖Co9S8在循環(huán)期間的體積變化，以實現(xiàn)長循環(huán)壽命和高倍率性能；在納米管中的Co9S8-C復合納米纖維不僅增加了復合材料中活性材料的密度，而且為電子提供了導電通路。實驗和仿真分析表明，高Na+儲存性能的主導電容機制是由于豐富的晶界、三個暴露層界面和碳布線的設計。在0.5 A g-1下150次循環(huán)后，管中纖維混合負極顯示出616 mAh g-1的高比容量。1A g-1下500次循環(huán)后為~451 mAh g-1?？梢酝瑫r獲得779 Wh kg-1的高能量密度和7793 W kg-1的功率密度。
Xiaoyan Li, Kaikai Li, Sicong Zhu, Ke Fan,Linlong Lyu, Haimin Yao, Yiyang Li, Jinlian Hu, Haitao Huang, Yiu-Wing Mai,John B. Goodenough. Fiber‐in‐tubedesign of Co9S8‐carbon/Co9S8 enables efficient sodium storage. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201900076
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201900076
10.Angew.綜述：超越傳統(tǒng)鋰離子電池--高性能低成本雙離子電池戰(zhàn)略
基于搖椅的鋰離子電池（LIB）目前不能滿足電網和電動汽車日益增長的需求，以及鋰和鈷資源短缺，推動了低成本可充電電池系統(tǒng)的開發(fā)。雙離子電池（DIB），其中陽離子和陰離子都參與電化學氧化還原反應，具有高工作電壓，優(yōu)異的安全性，以及與LIB相比的環(huán)境友好性，是滿足商業(yè)應用的低成本要求的最有希望的候選者之一。然而，意識到DIB技術仍然處于基礎研究的階段，需要相當大的努力來進一步提高能量密度和循環(huán)壽命。
俄勒岡州立大學紀秀磊, 中國科學院先進技術研究所唐永炳和清華-伯克利深圳學院成會明團隊詳細回顧了DIB發(fā)展歷史和現(xiàn)狀，并討論DIB中涉及的所有反應動力學，包括正極的各種陰離子嵌入機理，以及包括插層，合金化等負極的動力學反應機理，以及解決相關問題的各種策略也得到了全面的回顧和討論，并進一步指出了挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展方向，為DIB的科學和實踐問題提供了必要的見解。
Xiaolong Zhou, Qirong Liu, Chunlei Jiang,Bifa Ji, Xiulei Ji, Yongbing Tang, Hui-Ming Cheng. Beyond Conventional Batteries: Strategies towards Low-Cost Dual-Ion Batteries with HighPerformance. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201814294
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201814294
PS：
1. Nano Lett.：WS2-石墨雙離子電池
http://www.pswbw.com/e/action/ShowInfo.php?classid=4&id=5761
2. 深圳先進院唐永炳Angew.封面：具有高工作電壓鈉離子全電池的多離子策略！
http://www.pswbw.com/e/action/ShowInfo.php?classid=4&id=6448
3. AM: 石墨負極上構建人工SEI提高雙離子電池陰離子脫/嵌循環(huán)穩(wěn)定性
http://www.pswbw.com/e/action/ShowInfo.php?classid=4&id=6647
11. Angew.：通過酶促和生物正交反應控制膠束上有效載荷的釋放
法國普瓦提埃大學Sébastien Papot教授團隊和巴黎薩克雷大學Frédéric Taran合作探索了一種新的利用生物正交反應實現(xiàn)按需釋放納米顆粒的方法。實驗利用點擊-釋放技術開發(fā)了一種新的可裂解膠束，并可以通過連續(xù)的酶和生物正交活化過程對其進行分解。實驗數(shù)據(jù)表明，這種新方法可以通過兩種互補的靶向策略成功地將包埋在膠束中的物質遞送到活細胞和小鼠體內。
Porte, K., Papot, S., Taran, F. et al. Controlled Release ofMicelle Payload via Sequential Enzymatic and Bioorthogonal Reactions in Living Systems. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201902137
http://dx.doi.org/10.1002/anie.201902137
12.ACS Catal.：PdAu合金低過電位下高效CO2RR制CO
電催化CO2還原可將CO2轉化為化學品和燃料，具有重大的意義。相比于多晶和納米結構金屬催化劑，雙金屬合金CO2RR催化劑卻少有研究。近日，代爾夫特理工大學MarcoValenti及Wilson A. Smith等對AuPd薄膜合金的電催化性能進行了系統(tǒng)的研究。研究發(fā)現(xiàn)，AuPd合金生成CO的起始電位對Pd的依賴程度很高。AuPd合金表面CO的吸附量隨著Pd的含量增加而增加，而CO的吸附大大抑制了析氫反應。此外，Pd的增加，提高了CO2中間體的結合能，提高了低過電位下CO的產量。因此，AuPd合金具有比純Au電催化CO2RR制CO更好的性能。
Marco Valenti*, Wilson A. Smith*, et al.Alloying Au with Pd suppresses H2 evolution and promotesselective CO2 electroreduction to CO at low overpotentials. ACS Catalysis, 2019.
DOI: 10.1021/acscatal.8b04604
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.8b04604
13. AEM：電解液組分對FeF2轉化型正極性能與穩(wěn)定性的影響
作為商品化Ni基、Co基嵌入型正極材料的替代品，轉化型反應的金屬氟化物材料憑借其高能量密度的優(yōu)勢正逐漸吸引著更多關注。在眾多金屬氟化物中，F(xiàn)eF2憑借著其高容量、高電位以及低成本等優(yōu)勢而成為了最有力的競爭者。在本文中，研究人員系統(tǒng)地研究了電解液組分對FeF2正極性能與穩(wěn)定性的影響。他們發(fā)現(xiàn)鋰鹽組分、鋰鹽濃度、溶劑成分以及充放電范圍都對FeF2的穩(wěn)定性、容量、倍率性能、電壓極化等關鍵性能指標有著重要影響。與之前的認知不同，研究人員發(fā)現(xiàn)即使Fe2+的陽離子溶解過程可以避免，F(xiàn)-陰離子的溶解流失仍然對正極性能有著負面影響。
Qiao Huang et al. Insightsinto the Effects of Electrolyte Composition on the Performance and Stability ofFeF2 Conversion-Type Cathodes. Advanced Energy Materials,2019.
DOI: 10.1002/aenm.201803323
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201803323
