EcoEnergy2024年第四期上线

       EcoEnergy期刊2024第四期现已上线！本期共收录10篇论文，其中包括7篇Review和3篇Research Article。

       了解更多信息，欢迎访问：https://onlinelibrary.wiley.com/journal/28359399。全部论文均为开放获取，欢迎各位读者阅读、下载、转发分享！

1 REVIEW

伊斯兰堡国立科技大学Syed Shoaib Ahmad Shah/巴哈瓦尔普尔伊斯兰大学Aziz ur Rehman/Muhammad Altaf Nazir

Recent advances in MXene nanomaterials: Fundamentals to applications in environment sector

Muhammad Altaf Nazir*,  Tayyaba Najam,  Sami Ullah,  Ismail Hossain,  Muhammad Sufyan Javed,  Mamoona Naseer,  Aziz ur Rehman*,  Syed Shoaib Ahmad Shah*

MXene纳米材料的最新进展：从基本原理到环境领域的应用

       MXenes是一种新型二维过渡金属碳/氮化物或碳氮化物，由M_n+1AX_n相材料（MAX相）通过单层或薄层纳米片剥离而成。由于具有独特的二维层状结构、较大的比表面积、优异的导电性和机械稳定性，MXenes因其磁性等特性迅速成为研究热点，并被广泛应用于电化学传感器、储能、催化、吸附等诸多领域。本文总结并介绍了二维材料MXenes的制备方法，重点综述了近年来其在电化学传感器和环境领域的应用研究进展，包括生物标记物和环境污染物检测、重金属吸附、辐射金属吸附、有机物吸附、二氧化碳选择性吸附、膜分离、传感器、电催化、光催化、电磁吸收与屏蔽等。进行了总结和回顾，最后分析了现阶段存在的问题和未来的发展。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.60

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2 REVIEW

陆军军医大学张治钢/皇家墨尔本理工大学欧建臻/电子科技大学陈远富/汉诺威大学张琳

Recent advances in functionalized separator for dendrites-free and stable lithium metal batteries

Xiaojuan Zhang, Yu Wu, Bo Yu, Kunpeng Hu, Ping Zhang, Fei Ding, Lin Zhang*, Yuanfu Chen*, Jian Zhen Ou*, Zhigang Zhang*

无树枝状稳定锂金属电池功能化隔膜的最新进展

       锂（Li）金属负极具有超高的理论比容量、超低的还原电位和较小的密度，因此，锂金属电池（LMB）被认为是最有前途的下一代储能器件。然而，锂枝晶的不可控生长和不可避免的副反应严重阻碍了锂金属电池的应用，这些问题会导致电化学性能下降，并加剧锂金属电池的安全性问题。因此，通过构建功能化隔膜来提高LMB的电化学性能有望克服上述挑战。因为功能化隔膜具有增强机械和热稳定性、调节锂离子的扩散和迁移、均匀锂离子通量、在锂阳极表面形成保护层等显著优势。自2020年以来，相关研究显著增加，而有关该研究方向的全面综述却相对较少。在本综述中，将详细讨论稳定锂聚合物功能化隔膜的概况。首先，深入讨论了当前 LMB 的问题，并总结了一般策略。随后，对隔膜的要求和局限性以及功能化隔膜的优势进行了总结和回顾。最重要的是，对先进功能化隔膜的保护机制和研究进展进行了比较。此外，还综述了功能化隔膜在可充电锂金属基全电池中的应用。最后，强调了功能化隔膜在可充电锂金属基全电池中的未来发展和合理设计所面临的挑战和潜在机遇，以获得与构建无枝晶且稳定的锂金属基全电池的重要战略相关的未来研究方向。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.58

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3 REVIEW

青岛大学杨东江

Recent advances and challenges of cathode materials in aqueous rechargeable zinc-ion batteries

Yihui Zou, Jin Sun, Yulong Chi, Xueyan Cheng, Dongjiang Yang*

锌离子水充电电池正极材料的最新进展与挑战

       锌离子水电池（AZIB）是近年来发展起来的一种新型二次电池。它具有能量密度高、功率密度大、放电过程高效安全、电池材料无毒廉价、制备工艺简单等优点，在电动汽车、储能电网等新兴大规模储能领域具有广阔的应用前景。目前，阻碍AZIBs电池进一步发展的主要因素之一是缺乏合适的正极材料。本文简要介绍了锌离子水电池的优势和储能机理。基于正极材料在AZIBs中的关键作用，综述了几种常见的正极材料（如锰基化合物、钒基化合物、镍/钴基化合物和锂/钠插层化合物），并总结了提高其导电性和循环稳定性的策略，重点介绍了结构调控、纳米工程、掺杂改性和与高导电率材料复合等改性策略。文章还指出了AZIBs正极材料未来的主要发展方向。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.61

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4 REVIEW

汕头大学胡良胜/鲁福身

Sustainability assessment of seawater splitting: Prospects, challenges, and future directions

Hicham Meskher, Abebe Reda Woldu, Paul K. Chu, Fushen Lu*, Liangsheng Hu*

海水分离的可持续性评估：前景、挑战和未来方向

       海水裂解是利用丰富的自然资源生产绿色氢气的理想技术之一。关于设计和制造高效电催化剂以促进产氢、产氧反应的报道已发表了多篇。然而，它们主要集中在电极、电催化剂、成本和系统稳定性等方面。本文概述了海水裂解的情况，强调了使海水电解复杂化的最具挑战性的问题，如耐久性，从而为这一重要领域的未来研究提供指导。文章介绍了启动生命周期评估的策略，以评估短期和长期影响。最后，讨论了当前的挑战和未来的解决方案。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.68

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5 REVIEW

北京化工大学孙晓明/赵逸

High-performance vanadium oxide-based aqueous zinc batteries: Organic molecule modification, challenges, and future prospects

Yueyang Wang, Qi Li, Jiawei Xiong, Linfeng Yu, Qi Li, Yanan Lv, Kovan Khasraw Abdalla, Runze Wang, Xinyu Li, Yi Zhao*, Xiaoming Sun

基于有机物调控改性钒基正极的水系锌电池综述

       本文系统总结了高性能水系锌电池（AZBs）中有机物调控改性钒氧化物正极材料的储能机制、最新进展和设计策略。并针对该有机/无机复合正极所涉及的关键科学问题及未来研究方向进行讨论，推进水系锌电池产业化进程。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.69

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6 REVIEW

广州大学刘兆清

Principles of designing electrocatalysts to boost C–N coupling reactions for urea synthesis

Jingwei Li, Shengkai Li, Yaohao Zhang, Zhao-Qing Liu*

设计促进尿素合成中C-N偶联反应的电催化剂的原理

       电催化C-N偶联反应可以实现绿色、可持续的尿素合成以及二氧化碳转化和固氮。然而，电催化C-N偶联反应仍面临着反应物难以吸附和活化、反应中间产物数量多、反应能垒高、反应动力学惰性等挑战，导致尿素产率和法拉第效率较低。开发高效催化剂是提高尿素产率和法拉第效率的关键。本综述介绍了电催化C-N偶联法生产尿素的发展历程和基本原理，分析了纳米结构与催化活性的关系以及电子结构与催化活性的关系，并讨论了电催化C-N偶联法生产尿素的主要反应机理。基于这些分析，得出了设计高效C-N偶联催化剂的概念。最后，总结了电催化C-N偶联合成尿素的研究现状，提出了开发高效电催化剂和 C-N 偶联机理的展望。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.72

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7 REVIEW

奥克兰大学王子运

Advances in the understanding of selective CO₂ reduction catalysis

Ruihu Lu, Yan Liu, Ziyun Wang*

对选择性二氧化碳还原催化的认识取得进展

       通过二氧化碳还原反应（CO₂RR）电化学合成高附加值化学品和燃料，为封闭人为碳循环和储存可再生能源提供了一条有效途径。目前，铜基催化剂仍然是生成各种二氧化碳还原反应（CO₂RR）产物（两个电子产物除外）的唯一选择。然而，铜基催化剂产生的二氧化碳还原产物种类繁多，导致选择性低，而且它们在电解质中的浓度较低，给下游纯化过程带来了挑战，影响该技术的可扩展性。要使这项技术具有经济可行性，提高产物选择性至关重要。在本综述中，我们确定了主要的CO₂RR物种，并讨论了控制CO₂RR选择性的反应机制的最新见解。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.67

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8 RESEARCH ARTICLE

印度国家跨学科科学与技术研究所Deb Biswapriya

Utilizing water hyacinth extract as an eco-friendly electrolyte substitute for electrochromic devices

Amritha Philomina, Deb Biswapriya*

利用水葫芦提取物作为电致变色装置的环保电解质替代品

       在这项研究中，一种完全可生物降解且富含阳离子的水葫芦（WH）（凤眼莲）提取物被用作电致变色装置的电解质。活性电极是通过在5×5平方厘米的氟化锡氧化物板上涂覆一层纳米正交晶WO₃而制成的。在波长为600 nm和大于1000 nm的波长范围内，器件在着色和漂白状态之间分别显示出约46%和82%的透射率对比。此外，它们的快速着色/漂白时间分别为10秒和4.6秒，着色效率值约为52 cm²/C。研究表明，电解质中钠离子的浓度可能是该系统电致变色过程的关键。使用果胶作为天然胶凝剂可形成具有机械弹性的凝胶聚合物电解质。利用这种电解质制造的电致变色系统具有卓越的循环稳定性，可持续16000秒的不间断电压扫描。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.62

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9 RESEARCH ARTICLE

青岛科技大学王磊/赖建平

Construction of high-loading WO3-x sub-nanometer clusters via orderly-anchored top–down strategy boost acidic hydrogen evolution

Di Wu, Haoyang Du, Ziyi Liu, G. A. Bagliu, Jianping Lai*, Lei Wang*

通过自上而下的有序锚定策略构建高负载WO_3-x亚纳米团簇，促进酸性氢演化

       探索一种简单、快速、可扩展的合成方法来合成高负载非贵金属亚纳米团簇（SNCs）电催化剂是当今最有前途的工作之一。本文提出了一种自上而下的有序锚定策略，在O官能团修饰的科琴炭黑（WO_3-x-C(O)）上制备新型高负载WO_3-x SNCs，以平衡高负载（49.29 wt.%）、保持亚纳米尺寸。通过优化空位数，WO_2.71-C(O)具有超大的电化学活性表面积（402 m² g^-1）和-50 mV下1.722 s^-1的高翻转频率值（与可逆氢电极相比）。在电流密度为 10 mA cm^-2时，WO_2.71-C(O) 的过电位达到 22 mV，明显优于商用 Pt/C 的水平（32 mV），实现了非贵金属在酸性环境中氢进化反应催化活性的突破。理论计算和原位表征表明，这种材料可以富集反应物（H*）并优化中间吸附，从而提高酸性 HER 催化活性。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.63

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10 RESEARCH ARTICLE

南昌大学王翔

Novel and active Bi₂Zr_1.9M_0.1O₇ (M = Mn, Fe, Co, Ni) catalysts for soot particle removal: Engineering surface with rich oxygen defects via partial substitution of Zr-site

Shijing Zhang, Ping Wang, Yuting Li, Haojun Liu, Jiating Shen, Xianglan Xu, Junwei Xu, Xiuzhong Fang, Xiang Wang*

Bi₂Zr_1.9M_0.1O₇(M=Mn,Fe,Co,Ni)烧绿石催化剂用于炭烟催化消除

       本文利用适配的过渡金属离子（M=Mn，Fe，Co，Ni）对Bi₂Zr₂O₇烧绿石的Zr离子进行部分替代，有效提高了其表面缺陷丰度和氧化还原性能。结果表明，替代催化剂的炭烟颗粒燃烧活性得到显著提升，低温性能优越。结合各类表征方法和DFT理论计算，深入探讨了过渡金属离子替代对Bi₂Zr₂O₇催化剂物理化学性质的影响，阐明了构效关系并与反应活性相关联。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ece2.64

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EcoEnergy是由Wiley与中国化学品安全协会共同主办的一本同行评议、跨学科、高质量、快速出版的旗舰开放获取期刊，由中国科学院院士、吉林大学冯守华教授与欧洲科学院院士、昆士兰大学王连洲教授共同担任创刊主编。重点关注清洁能源和环保领域。EcoEnergy致力于发布环保能源系统的原创性研究成果，例如: 可再生能源发电(renewable energy generation)、储能(energy storage)、能源利用(energy utilization)与能源相关过程中的环保技术(environmentally friendly technologies in energy related processes)。

EcoEnergy杂志还涵盖了传统能源可持续利用的主题，包括概念、材料、反应和工程方面的创新。EcoEnergy的投稿范围包括但不限于以下主题:

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