电解水制氢——弥合基础研究与工业应用之间的差距
本文针对电解水测试方法、催化剂性能评价及要求、催化剂使用类型和成本等方面,详细对比了基础研究和实际应用场景下的差异。总结了相关电解水催化剂设计的进展,展示了推动实际应用的进程和以及材料科学与实际应用的协同发展。
Hainan Sun, Xiaomin Xu, Hyunseung Kim, WooChul Jung, Wei Zhou*, Zongping Shao*, Electrochemical Water Splitting: Bridging the Gaps between Fundamental Research and Industrial Applications. DOI: 10.1002/eem2.12441
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电纺半导体异质结纳米纤维在光催化能源转换与环境治理领域的机遇与挑战
电纺半导体异质结纳米纤维因其长径比大、比表面积高等结构优势,在光催化能源转换及环境治理领域受到广泛关注。这篇综述总结了多种电纺半导体异质结纳米纤维在光催化能源转化和环境治理领域的应用性能和面临的机遇与挑战。
Na Lu, Mingyi Zhang, Xuedong Jing, Peng Zhang*, Yongan Zhu, Zhenyi Zhang*, Electrospun Semiconductor-Based Nano-Heterostructures for Photocatalytic Energy Conversion and Environmental Remediation: Opportunities and Challenges.
DOI: 10.1002/eem2.12338
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水系锌离子电池二氧化锰正极的挑战及优化策略研究进展
西安理工大学李喜飞教授团队重点分析总结了MnO2材料四个主要储锌机理及三个关键问题(结构不稳定、锰溶解严重和电导率差)对应的优化策略,包括支柱工程、异质原子掺杂、缺陷工程、键/界面工程、纳米结构设计、电解质改性、表面包覆等。最后,展望了MnO2正极在高性能水系锌离子电池中的发展趋势和研究方向。
Yuhui Xu, Gaini Zhang*, Jingqian Liu, Jianhua Zhang, Xiaoxue Wang, Xiaohua Pu, Jingjing Wang, Cheng Yan, Yanyan Cao, Huijuan Yang, Wenbin Li, Xifei Li*. Recent advances on challenges and strategies of manganese dioxide cathodes for aqueous zinc-ion batteries.
DOI: 10.1002/eem2.12575.
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1. 高能锂离子电池:最新进展与应用前景
本文讨论了(LCO 和高压尖晶石锂镍锰氧化物)、高容量阴极(富锂锰基阴极、NCM 和 NCA 材料、有机电极材料)、高容量负极(锂金属负极、硅基负极)和其他重要辅助材料(粘合剂、隔膜和电解质)。
Jingjing Xu, Xingyun Cai, Songming Cai, Yaxin Shao, Chao Hu, Shirong Lu*, Shujiang Ding*. High-Energy Lithium-Ion Batteries: Recent Progress and a Promising Future in Applications
DOI: 10.1002/eem2.12450
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6. 了解双极性基团功能化 COF 在锂金属负极中加速锂离子传输和无枝晶沉积
云南大学郭洪教授团队利用刮刀涂布法在隔膜表面构建了带负电有机单元的阴离子共价有机框架涂层(COF-COOH@PP)。其中,有序的纳米孔和COOH基团可使Li+通量均匀化,抑制锂盐阴离子的穿梭加速Li+传输,实现对锂枝晶生长的抑制。
Qi An, Hong-en Wang, Genfu Zhao, Shimin Wang, Lufu Xu, Han Wang, Yao Fu, Hong Guo*. Understanding Dual-Polar Group Functionalized COFs for Accelerating Li-Ion Transport and Dendrite-Free Deposition in Lithium Metal Anodes.
DOI: 10.1002/eem2.12345
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外延生长的钌簇-氮化镍异质结高效电解水催化剂
木士春教授和赵焱教授合作研究,通过构建Ru团簇与Ni3N基底的异质结以提升电催化性能,利用DFT计算揭示了异质界面上的电子传输增强机制, 实验构建的Ru团簇-Ni3N/NF异质结电极在碱性和海水介质中均表现出优异电解水性能。
Jiawei Zhu, Ruihu Lu, Wenjie Shi, Lei Gong, Ding Chen, Pengyan Wang, Lei Chen, Jinsong Wu, Shichun Mu*, Yan Zhao*. Epitaxially Grown Ru Clusters–Nickel Nitride Heterostructure Advances Water Electrolysis Kinetics in Alkaline and Seawater Media.
DOI: 10.1002/ eem2.12318
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用于能量转换和储存应用的碳缺陷工程
本文从缺陷的类型、调控策略和精细表征手段等方面研究了用于能量转换和储存的碳缺陷的最新进展。讨论了这种碳在超级电容器、Li-/Na-/K-ion 电池、HER 和 ORR 中的应用。还提出了缺陷工程碳发展的前景。
Xianyou Luo, Heng Zheng, Wende Lai, Ping Yuan, Shengwei Li, De Li, Yong Chen*. Defect Engineering of Carbons for Energy Conversion and Storage Applications.
DOI: 10.1002/eem2.12402
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储钠电极材料中的亚纳米效应
利用静电纺丝及退火的方式合成了具有柔性自支撑结构的MoO2亚纳米团簇填充碳纳米纤维(MoO2 SCs@N-CNFs)薄膜电极材料。得益于较低的退火温度,MoO2与碳基体的亲和性及N-Mo键的形成,MoO2以亚纳米团簇的形式均匀分散在碳纳米纤维内且含量可达到40 wt.%远超已报道的团簇类材料在基体中的含量(<10 wt.%)。亚纳米效应即更小的平均粒径(≈0.92 nm),更多的活性位点及非晶结构使得MoO2团簇具有更高的赝电容储钠容量贡献和更快的Na+迁移速率,优于相应的MoO2纳米晶材料。
Yang Liu, Shichao Wang, Xuan Sun, Jinyang Zhang, Fakhruz Zaman, Linrui Hou, Changzhou Yuan*. Sub-nanoscale engineering of MoO2 clusters for enhanced sodium storage.
DOI: 10.1002/eem2.12263
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用于功能化钠离子电池的优化策略
中国海洋大学陈经纬教授团队总结了优化钠离子电池性能和功能化(柔性、可拉伸、自愈合、自充电以及多功能集成等)钠离子电池的策略,并探讨了未来需要注意的能量密度、机理探究、多功能性及成本控制等方面的问题。
Jingwei Chen*, Gupta Adit, Lun Li, Yingxin Zhang, Daniel H. C. Chua, Pooi See Lee*. Optimization Strategies Toward Functional Sodium-Ion Batteries.
DOI: 10.1002/eem2.12633
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基于纤维素的纸基超级电容器的研究进展
本文系统的讨论了基于纤维素的纸基超级电容器的制备方法以及结构的构建。 针对纤维素基超级电容器电极材料的发展,我们提出了一些未来所面对的挑战以及待解决的问题等。
Chuanyin Xiong, Tianxu Wang, Jing Han, Zhao Zhang, Yonghao Ni. Recent Research Progress of Paper-Based Supercapacitors Based on Cellulose.
DOI: 10.1002/eem2.12651
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发展历程
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