1. 扬州大学张秀云教授&南京邮电大学史丽副教授&东南大学王金兰教授:ML助力NRR电催化剂活性中心和C-N配位性能调控
本文从168种碳负载的候选催化剂中筛选出33种有前景的催化剂，即：由BC3单层负载的单原子催化剂(TM@VB/C-Nn= 0-3-BC3)。随后，采用混合采样方法和XGBoost模型对合格和不合格的催化剂进行分类。通过Shapley加性解释(SHAP)分析的特征解释，筛选出两个关键特征，即活性中心价电子数(Nv)和配位环境氮取代数(Nn)。结合SHAP分析和电子结构计算，具有低价电子数的活性中心与合适的C-N配位(氮取代的中等比例)之间的协同效应可以表现出较高的催化性能。最后预测了6种极限电位低于0.4 V的优良催化剂。本工作流程提供了一种合理的方法，可以从高通量筛选结果中获得催化性能的关键信息，从而设计出可应用于其他材料和反应的高效催化剂。
Sun, J., Chen, A., Guan, J., Han, Y., Liu, Y., Niu, X., He, M., Shi, L., Wang, J. and Zhang, X. (2024), Interpretable Machine Learning-Assisted High-Throughput Screening for Understanding NRR Electrocatalyst Performance Modulation between Active Center and C-N Coordination. Energy Environ. Mater. 2024. e12693.
DOI: 10.1002/eem2.12693
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12693
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2.西北工业大学刘旭庆教授团队&赣江创新研究院黄小磊团队：通过最小气泡粘附优化电沉积裂纹结构NiPx催化剂电催化析氢稳定性
Qian Sun, Xiaoyu Hao, Dina Zhang, Tianyi Zhang, Yuanfang Zhao*, Xiaolei Huang*, Xuqing Liu.Optimizing Electrocatalytic Hydrogen Evolution Stability via Minimal Bubble Adhesion at Electrodeposited Crack-Structured NiPx Catalysts.
Energy Environ. Mater. 2024. e12726.
DOI: 10.1002/eem2.12726
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12726
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3.武汉理工大学木士春教授、赵焱教授：钌团簇-氮化镍外延异质结构加快电解水动力学过程
本文使用密度泛函理论（DFT）结果揭示了外延型钌团簇-氮化镍（cRu-Ni3N）异质界面上对关键反应中间体优化的吸附强度，从而降低了对析氧（OER）及析氢反应（HER）的理论过电位，加快了反应动力学。
Jiawei Zhu, Ruihu Lu, Wenjie Shi, Lei Gong, Ding Chen, Pengyan Wang, Lei Chen, Jinsong Wu, Shichun Mu*, and Yan Zhao*. Epitaxially Grown Ru Clusters-Nickel Nitride Heterostructure Advances Water Electrolysis Kinetics in Alkaline and Seawater Media. Energy Environ. Mater. 2022. e12318
DOI: 10.1002/eem2.12318
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12318
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4. 暨南大学麦文杰教授团队：钾离子电池中石墨阳极的现状和展望
Xiaodan Li, Jinliang Li*, Liang Ma, Caiyan Yu, Zhong Ji, Likun Pan, and Wenjie Mai*. Graphite Anode for Potassium Ion batteries: Current Status and Perspective. Energy Environ. Mater. 2021. DOI: 10.1002/eem2.12194
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12194
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5. 西南交通大学王鑫研究员：揭示空间缺陷对光催化协同去除复合污染物的影响
本文通过水热法组装了TiO2/CN/3DG的三元光催化复合材料，通过等离子体的方式分别在TiO2、CN和石墨烯单一结构上构造缺陷，从而进一步组装具有不同空间缺陷位的三元复合材料，该复合材料及其缺陷化材料被用于水体中四环素和Cu2+复合污染的去除。通过表征发现等离子体可分别在TiO2、CN和石墨烯上引入O缺陷、N缺陷和C缺陷，相较于无缺陷复合材料，缺陷的引入可显著提升复合材料对四环素的光催化降解性能。通过实验和理论计算分析发现，·O2-是TiO2/CN/3DG光催化过程的主要活性基团，而缺陷的引入可以有效调控相应组分的带隙结构。研究发现，缺陷可以通过改变复合材料的内电场来促进光生载流子的分离，进一步提升h+和·OH在光催化过程中的贡献。此外，对于吸附在缺陷化结构上的四环素分子，其在光催化降解中的活性位点数量得到了提升。在不同空间缺陷位的光催化复合材料中，缺陷在TiO2上的复合材料具有更出色的光催化降解能力，但由于D-TiO2/CN/3DG对Cu2+吸附上的优势，使得其在复合污染体系中受到抑制。相较之下，TiO2/CN/D-3DG虽然对四环素的降解要稍弱一些，但其对四环素和Cu2+的复合污染展现出出色的协同去除效果。
Xin Wang*, Jingzhe Zhang, Hui Wang*, Mengjun Liang, Qiang Wang, Fuming Chen*. Revealing the Role of Defect in 3D Graphene-Based Photocatalytic Composite for Efficient Elimination of Antibiotic and Heavy Metal Combined Pollution.Energy Environ. Mater. 2024. e12616.
DOI: 10.1002/eem2.12616
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eem2.12616
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发展历程
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