1. ACS Nano：壓電光電效應增強柔性鈣鈦礦太陽能電池性能
王中林院士聯合孟慶波等多個團隊利用壓電光電效應來提高鈣鈦礦太陽能電池的效率。通過在柔性塑料基底上生長ZnO納米線陣列，并作為電子傳輸層，用于柔性鈦礦太陽能電池。受益于壓電光電效應，柔性器件的效率在1.88％的靜態機械應變下從9.3％提高到12.8％，增強了約40％，但材料和器件結構并未發生變化。該研究提供了一種改進柔性PSC性能而不改變其基本材料的普適性策略。
Junlu Sun, Qilin Hua, Ranran Zhou, Dongmei Li, Wenxi Guo, XiaoyiLi, Guofeng Hu, Chongxin Shan, Qingbo Meng, Lin Dong, Caofeng Pan, and ZhongLin Wang. Piezo-Phototronic Effect Enhanced Efficient Flexible Perovskite SolarCells. ACS Nano, 2019.
DOI: 10.1021/acsnano.9b00125
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/pdf/10.1021/acsnano.9b00125
2. Chem. Rev.：高溫熱化學蓄熱系統與材料綜述
在可再生能源中，風能和太陽能本質上是間歇性的，因此都需要高效的儲能系統，以促進全球范圍內的全天候電力生產。在這種背景下，聚光太陽能（CSP）在其他可持續技術中脫穎而出，因為它具有通過顯熱，潛熱或熱化學方式將從太陽收集的能量存儲為熱量的可能性。因此，即使在非太陽時期也可以在電源塊中連續發電，從而為CSP提供顯著的可調度性。顯熱儲存已經被納入商業CSP發電廠。然而，由于其潛在的更高的能量存儲密度，熱化學蓄熱（TCS）系統成為下一代發電廠設計的有吸引力的替代方案，它被期待能在更高的溫度下運行。通過這些系統，熱能用于驅動吸熱化學反應，其隨后可在需要時通過可逆放熱步驟釋放儲存的能量。
Juan M. Coronado等人分析了這一突出的儲能技術的現狀、主要挑戰和未來前景，詳細介紹了為改進材料和熱化學反應器而提出的眾多策略。實驗結果表明，通過連續化學轉化循環的足夠快速的動力學和長期穩定性對于實際實施也是必要的。此外，選擇易于處理、成本低、毒性小的材料對于大規模發展該技術至關重要。在綜述里，作者討論了用于熱化學儲存潛在的材料，如金屬氫化物，氫氧化物或碳酸鹽。另一方面，作者認為由于以大氣作為反應物的優點，應該重點開發氧化還原金屬氧化物，如Co3O4 / CoO，Mn2O3 / Mn3O4和不同成分的鈣鈦礦，作為一種新型TCS材料。
作者還對目前關于這些固體的結構，形態和化學修飾的知識，無論是在氧化還原轉化過程中引起的還是作為改善其性質的方式誘導都進行了詳細的闡述。此外，為在聚光太陽能發電廠中最有效地使用TCS，作者還提出了新反應堆概念。最后，作者簡要評估了這些裝置在運作中的太陽能發電廠中的諧波整合策略以及經濟方面的優勢。
A. J. Carrillo et al. Solar Energy on Demand: A Review on HighTemperature Thermochemical Heat Storage Systems and Materials. Chemical Reviews, 2019.
DOI: 10.1021/acs.chemrev.8b00315
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemrev.8b00315
3.Angew.：設計蛋白質用于合成金屬納米團簇
金屬納米團簇(NCs)因其具有強的熒光，良好的光穩定性和生物相容性被認為是理想的具有生物應用的納米材料。近日，西班牙CIC biomaGUNE研究中心Aitziber L. Cortajarena團隊提出一種簡單、通用的策略，通過引入二組氨酸做配位點來合成具有不同金屬組分的金屬納米團簇。合成的蛋白質穩定的金、銀、銅團簇（Prot-NCs）具有強的熒光和光穩定性、長的保質期且在生理條件下穩定。Prot-NCs具有好的生物相容性，不會影響細胞生存能力，自身熒光也不會消失。更重要的是，該方法可以拓展到其它蛋白質，合成功能不一樣的團簇。
Antonio Aires, Aitziber L. Cortajarena*, etal. A simple approach to design proteins for the sustainable synthesis of metalnanoclusters. Angewandte Chemie International Edition, 2019.
DOI: 10.1002/anie.201813576
https://doi.org/0.1002/anie.201813576
4. Acc. Chem. Res.：基于離子液體和聚合物的新型電解質用于下一代固態電池
澳大利亞迪肯大學Maria Forsyth課題組討論了最近該課題組在電解質領域的一些貢獻，以及對該領域未來發展方向的看法。
比如，一種方法是開發單離子導體，其中陰離子拴在聚合物主鏈上，主要的電荷導體是鋰或鈉抗衡陽離子。通常，他們具有低的電導率，而通過使用共聚物方法或摻入大體積的季銨共陽離子，有效電荷分離得到增強，因此導致更高的電導率和更大的堿金屬陽離子遷移率，這已通過實驗和模擬得到證實。通過設計和將更弱結合的陰離子束縛到聚合物主鏈上，將來可以進一步增強離子傳輸。
第二種方法是考慮離子凝膠或復合聚合物電解質，其中聚合的離子液體是提供機械強度和離子傳導途徑的基質，還證明了嵌段共聚物方法在與離子液體電解質組合使用時能夠同時提供機械性能和高離子電導率，能夠實現所有高性能固態電池具有與機械性能相分離的離子傳輸的最終電解質材料。雖然無機導體可以實現這一點，但它們的剛性、脆性會造成一些問題。另一方面，離子聚合物及其復合材料提供了豐富的化學領域，可設計和調節高離子電導率以及理想的機械性能。
Maria Forsyth, Luca Porcarelli, Xiaoen Wang, Nicolas Goujon, DavidMecerreyes?. Innovative Electrolytes Based on Ionic Liquidsand Polymers for Next-Generation Solid-State Batteries. Accounts of Chemical Research, 2019.
DOI: 10.1021/acs.accounts.8b00566
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.accounts.8b00566
5. EES：由項鏈狀N摻雜多級孔空心碳制成的獨立式薄膜用于鉀離子電池
設計穩定和高容量的納米碳以實現大尺寸K+的有效嵌入/脫嵌是鉀離子電池（PIBs）的一個巨大挑戰。北大郭少軍課題組報告了一類超高吡咯/吡啶-N-摻雜的項鏈狀中空碳（NHC）材料作為一種新型獨立負極，用于提升PIB性能。制成的NHC薄膜具有豐富的分級微/介孔/大孔、項鏈狀中空結構、超高的吡咯/吡啶-N摻雜和高比表面積，可促進K+的嵌入/脫嵌，減少體積膨脹，提高PIB穩定性。DFT計算表明，吡咯和吡啶-N摻雜可以有效地改變碳的電荷密度分布，促進K+向NHC電極的吸附，從而促進K+存儲。NHC在100 mA g-1時具有293.5 mAh g-1的高可逆比容量，出色的倍率（2000mA g-1時為204.8 mAh g-1）和循環性能（1000 mAh g-1時經過1600次循環后為161.3 mAh g-1）。
Wenxiu Yang, Jinhui Zhou, Shuo Wang, Weiyu Zhang, Zichen Wang, FanLv, Kai Wang, Qiang Sun, Shaojun Guo. Freestanding Film Made by Necklace-likeN-doped Hollow Carbon with Hierarchical Pores for High-performancePotassium-Ion Storage. Energy & Environmental Science, 2019.
DOI: 10.1039/C9EE00536F
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee00536f#!divAbstract
6. AM：基于原子級PbI2晶體的界面半導體能帶結構工程
Y. Sun, Z. Zhou, Z. Huang, J. Wu, L. Zhou, Y. Cheng, J. Liu, C.Zhu, M. Yu, P. Yu, W. Zhu, Y. Liu, J. Zhou, B. Liu, H. Xie, Y. Cao, H. Li, X.Wang, K. Liu, X. Wang, J. Wang, L. Wang, W. Huang. Band Structure Engineeringof Interfacial Semiconductors Based on Atomically Thin Lead Iodide Crystals. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201806562
https://doi.org/10.1002/adma.201806562
7.AM：單原子Pd/N-graphene催化劑高選擇性乙炔加氫得乙烯
富乙烯氣體中乙炔選擇性加氫成乙烯是化工生產中的一個重要過程。雖然Pd基催化劑對乙炔加氫的選擇性和耐久性都有待提高，但是由于其良好的加氫活性，在該反應中得到了廣泛的應用。近日，理化所張鐵銳等多團隊合作，采用冷凍干燥輔助的方法合成了單原子Pd負載的N摻雜的石墨烯催化劑（Pd1/N-graphene）。實驗發現，該催化劑在乙烯過量的氣體中，Xe燈照射，125 ℃條件下，能高選擇性高活性的將少量的乙炔加氫成乙烯，轉化率達99%，選擇性達93.5%。進一步研究發現，Pd與N強的結合， Pd不易團聚，使得該催化劑具有高的穩定性。而且Pd活性位點集中在催化劑表面，且Pd與乙烯的結合能較弱，從而使得Pd1/N-graphene具有高的活性和穩定性。
Shiqi Zhou, Tierui Zhang,* et al. Pd Single-Atom Catalysts on Nitrogen-Doped Graphene for the HighlySelective Photothermal Hydrogenation of Acetylene to Ethylene. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201900509
https://doi.org/10.1002/adma.201900509
8. AM：單分散、均勻的介孔硅納米增敏劑用于實現低劑量x射線誘導的深穿透光動力治療
x射線誘導的光動力治療(X-PDT)結合了放射治療(RT)和PDT的優點，在實現深穿透性治療腫瘤時具有廣闊的應用前景。然而，如何制備尺寸均勻、產光率高的單分散納米閃爍體仍然是一個很大的難題。美國國立衛生研究院陳小元博士團隊和廈門大學陳洪敏博士團隊合作提出了一種通用而快速的合成方法，可實現大規模制備單分散均勻的介孔硅納米晶體。
實驗通過簡單地調整金屬摻雜劑，采用普通離子摻入硅模板法合成了尺寸可控、x射線激發光致發光(450-900 nm)的介孔硅納米晶體。為了充分利用外部輻射，實驗將介孔硅與光敏劑孟加拉玫瑰紅和精氨酸甘草酸(RGD)肽結合，使其成為一種雙模態靶向的成像探針。體外和體內實驗均表明，該硅酸鹽納米增敏劑能有效地在腫瘤中積累，并且在低劑量x射線照射下對腫瘤生長具有明顯的抑制作用。這一研究的發現為合成納米增敏劑提供一條新的途徑，有望克服RT和PDT在癌癥治療中的一些重要問題。
Sun, W.J., Chen, X.Y., Chen, H.M. et al. Monodisperse and UniformMesoporous Silicate Nanosensitizers Achieve Low-Dose X-Ray-Induced Deep-Penetrating Photodynamic Therapy. Advanced Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adma.201808024
https://doi.org/10.1002/adma.201808024
9. Nano Lett.：γ-谷氨酰轉肽酶在胞內觸發形成釓納米顆粒用于增強T2加權成像的MRI
磁共振成像(MRI)在診斷深部內源性癌癥方面具有很好的優勢，但也需要造影劑(CAs)來提高MRI的敏感性。釓(Gd)類藥物在臨床上常被用作T1 MRI的CAs，而利用在細胞內形成的Gd納米顆粒實現體內高磁場下腫瘤的T2加權MRI還未見報道。
中科院合肥物質科學研究院鐘凱研究員和中科大梁高林教授團隊合作設計了一個智能Gd基探針Glu-Cys (StBu)-賴氨酸-(DOTA-Gd)-CBT(探針1)，合成機理是利用γ-谷氨酰轉肽酶(GGT)解離和細胞內CBT-Cys縮合反應來形成Gd納米粒子(即探針1-NPs)進而增強體內腫瘤的T2加權 MRI成像。活細胞實驗表明，和探針1共孵育的Hela細胞的r2值可達27.8 mM-1 s-1，r2/r1的比值為10.6。HeLa荷瘤小鼠的MRI結果顯示，在靜脈注射探針1后2.5小時，腫瘤的T2 MRI成像結果可以增強28.6%。
Hai, Z.J., Zhong, K., Liang, G.L. et al. γ-Glutamyltranspeptidase-Triggered Intracellular Gadolinium Nanoparticle Formation Enhances the T2-Weighted MR Contrast of Tumor. Nano Letters,2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b05154
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05154
10. Nano Lett.：聚合物電解質膠：全固態鋰電池的通用界面改性策略
將高導電性固體電解質結合到鋰離子電池中仍然是具有挑戰性的，主要是由于整個電池結構中固固界面處存在高電阻。中科院Liwei Chen和華僑大學Hongwei Chen團隊報道了一種通用的界面改性策略，通過在電解質和電極之間涂覆可固化的聚合物基電解質“膠”，解決電極（包括正極和負極）-電解質界面接觸不良并因此降低界面高電阻。液體膠對大多數電極表現出很好的潤濕性以及電化學穩定性，并且可以通過“后固化”處理很容易地固化成聚合物電解質層。與沒有膠改性的電池相比，具有膠改性的對稱Li電池在電鍍/剝離循環時表現出小得多的阻抗和增強的穩定性。采用膠水改性的全固態Li-S電池展示出顯著增強的性能。
Derui Dong, Bin Zhou, Yufei Sun, Hui Zhang, Guiming Zhong, QingyuDong, Fang Fu, Hao Qian, Zhiyong Lin, Derong Lu, Yanbin Shen, Jihuai Wu, LiweiChen, Hongwei Chen. Polymer Electrolyte Glue: A Universal Interfacial Modification Strategy for All-Solid-State Li Batteries. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b05019
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05019
11. Nano Lett.：石墨烯封裝的CuP2用于鈉離子電池具有高可逆容量和倍率性能
金屬多磷化物中的大多數都存在不可逆性問題，這反映在它們的低可逆容量，較低的庫侖效率（CE），低倍率性能和較差的循環穩定性上。上海大學Chao Wu、Minghong Wu和澳大利亞伍倫貢大學竇士學團隊系統地比較了各種多磷化物的電化學行為，發現與FeP2、CoP3和 NiP2塊相比，CuP2塊具有更高的初始可逆容量（在0.1 A g-1時為416 mAh g-1）和CE（74％），這與CuP2獨特的層狀晶體結構有關。基于這一發現，該團隊進一步設計了CuP2電極，通過將CuP2納米顆粒封裝到三維石墨烯網絡（CuP2@GNs）中來優化CuP2電極，從而產生優異的電化學性能。
該設計改善電化學反應動力學的優點：i）石墨烯網絡可以防止CuP2納米晶體聚集，并通過石墨烯的高導電性骨架促進電子轉移;（ii）與塊狀CuP2相比，CuP2晶體的納米尺寸可以大大縮短鈉的固體擴散路徑。原位XRD揭示了CuP2納米晶體的不可逆性。在第一圈循環之后，活性材料從CuP2轉變為非晶P，其中Cu可能形成導電通道以促進電子轉移。在碳酸鹽電解質中，CuP2@GNs電極可在0.1A g-1下，可逆容量可高達737mAh g-1，第一圈CE為66％；醚電解質中第一圈CE為83％。
Yuanjun Zhang, Guanyao Wang, Liang Wang, Liang Tang, Ming Zhu,Chao Wu, Shi-Xue Dou, Minghong Wu. Graphene-Encapsulated CuP2: APromising Anode Material with High Reversible Capacity and SuperiorRate-Performance for Sodium-Ion Batteries. Nano Letters, 2019.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.9b00342
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.9b00342
12. AFM：模塊化微流體平臺實現無機鈣鈦礦量子點鹵素離子交換
鈣鈦礦量子點的鹵素交換可以實現帶隙的調節。然而，由于合成的相關參數和反應體系較為復雜，對理解鹵素交換反應的機理受到阻礙。近日，美國北卡羅來納州立大學Milad Abolhasani研究團隊提出了一種用于無機鈣鈦礦量子點快速鹵素交換的策略。研究人員通過利用模塊化微流體平臺Quantum Dot Exchanger（QDExer）從前驅體混合速率中分離反應動力學，全面理解了鹵素交換反應。此外，研究人員還討論了配體組成和鹵鹽源對鹵素交換反應的速率和程度的影響。這種流體平臺加快了液相處理的膠體納米晶的研究步伐，還可以加速發現和優化下一代能源技術材料。
Abdel-Latif, K. et al. Facile Room-Temperature Anion ExchangeReactions of Inorganic Perovskite Quantum Dots Enabled by a ModularMicrofluidic Platform. Advanced Functional Materials, 2019.
DOI: 10.1002/adfm.201900712
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201900712
13. Nano Energy：室溫制備的SnO2電子傳輸材料用于高效鈣鈦礦太陽能電池
臺灣交通大學Hong-Cheu Lin聯合多家單位開發了一種簡便的，室溫加工的方法來制備的SnO2電子傳輸材料，提高了鈣鈦礦太陽能電池效率和穩定性。首先采用新型物理球磨法制備化學純的研磨SnO2納米粒子（G-SnO2），并采用溶膠-凝膠法制備致密的SnO2（C-SnO2）層。復合SnO2納米結構（G-SnO2 /C-SnO2）形成了具有有效載流子傳輸性能的電子傳輸層。組裝的器件效率可達21.09％。同時，具有復合SnO2納米結構的器件表現出了優異的長期穩定性。
Mriganka Singh, Annie Ng, Zhiwei Ren, Hanlin Hu, Hong-Cheu Lin,Chih-Wei Chu, Gang Li. Facile synthesis of composite tin oxide nanostructuresfor high-performance planar perovskite solar cells. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.03.044.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519302174
14. Nano Energy：S空位助力CO2電還原至CO，法拉第效率95%
CO2電還原在解決能源存儲及溫室效應方面具有較大潛力。廣州大學彭峰教授等報道了一種富含S空位的CdS包覆碳納米管催化劑，并用于CO2的電還原反應中。研究發現，該催化劑在將CO2電還原為CO中具有高活性和選擇性，CO的法拉第效率可達95%。后續研究發現，在反應過程中，催化劑表面會原位產生S空位，從而改變了催化劑表面的電子密度，降低了COOH?轉化為 CO?的能壘。
Binhao Qin, Yuhang Li, Hongjuan Wang, Guangxing Yang, Yonghai Cao, Hao Yu, Qiao Zhang, Hong Liang, Feng Peng*. Efficientelectrochemical reduction of CO2 into CO promoted by sulfurvacancies. Nano Energy, 2019.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.03.024
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.03.024
