1. 新兴锂 - 硫电池上的最新进展与应用：工作原理和机会

 

中南大学吴飞翔教授团队阐述了锂硫电池的工作机理、面临的挑战和最新进展。在重点讨论了实际应用之后，我们提出了促进商业化的几个方向。

Rongyu Deng, Meng Wang, Huanyu Yu, Shunrui Luo, Jinhui Li*, Fulu Chu, Bin Liu*, Feixiang Wu*. Recent Advances and Applications Toward Emerging Lithium–Sulfur Batteries: Working Principles and Opportunities.

DOI: 10.1002/eem2.12257

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2.  新型水性锌离子电池设计：原理、策略和展望

 

郑州大学王烨教授团队：为了更好地理解AZIBs发展的反应机理和各种设计原则，本文概述了锌储存机理和存在的问题，然后对电池优化的设计原则和策略进行了深入讨论，包括阴极、阳极和电解质。最后，为AZIBs的进一步发展提供了一些建设性的研究视角。

Yan Li, Zhouhao Wang, Yi Cai, Mei Er Pam, YingkuiYang ,Daohong Zhang, Ye Wang*, Shaozhuan Huang*.Designing Advanced Aqueous Zinc-Ion Batteries: Principles, Strategies, and Perspectives.

DOI: 10.1002/eem2.12265

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3. 2D/2D异质结的设计及其在电池和电催化应用领域的研究进展

 

昆士兰科技大学孙子其团队总结了当前2D/2D异质结的合成策略和应用。首先，作者详细介绍了2D/2D异质结的常用合成策略（高温固相反应，电化学沉积，湿化学组装，液相和机械剥离），然后系统总结了这些异质结在电池（离子电池、空气电池、硫电极和金属电极）和电催化反应（析氢、析氧、氧还原、氮还原等）中的应用。最后，作者概述了目前2D/2D 异质结在合成及其在电池和电催化应用中面临的挑战，提供了一些可能的解决方案，为未来研究提供了参考。

Jun Mei, Ting Liao, Ziqi Sun*. 2D/2D Heterostructures: Rational Design for Advanced Batteries and Electrocatalysis. 

DOI: 10.1002/eem2.12184

 

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4. 用于钠/钾离子电池负极的多级双金属硒化物CoSe₂–MoSe₂/rGO：对嵌入和转化机制的见解

 

郑州大学李丹副教授通过原位水热硒化处理设计了锚定在还原氧化石墨烯纳米片（CoSe₂-MoSe₂/rGO）上的分级CoSe₂-MoSe₂管的复合材料。得益于CoSe₂-MoSe₂之间的协同效应、独特的分级结构和有效的还原氧化石墨烯涂层，CoSe₂-MoSe₂/rGO 表现出优异的反应动力学和结构稳定性，从而具有良好的电化学性能。在原位和非原位XRD分析的基础上，提出了以Na_xCoSe₂和Mo₁₅Se₁₉为中间态的CoSe₂-MoSe₂/rGO的嵌入和转化机理。

Yanan Xu, Xiaofeng Liu, Hang Su, Shan Jiang, Jianmin Zhang, and Dan Li*. Hierarchical Bimetallic Selenides CoSe₂-MoSe₂/rGO for Sodium/Potassium-Ion Batteries Anode: Insights into the Intercalation and Conversion Mechanism. 

DOI: 10.1002/eem2.12206

 

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5. 过渡金属硼化物在电化学裂解水中的发展策略

 

南开大学焦丽芳教授描述了电催化性能的影响因素和相关评价，即过电位、Tafel斜率和交换电流密度、稳定性、法拉第效率、周转频率、质量和比活性。 强调了硼化物的优化策略，主要包括与有效衬底的耦合、元素掺杂、相位修饰、界面工程和形貌控制。提出了金属硼化物面临的挑战和对未来的展望，指出了提高硼化物性能的方向。

Yihang Yao, Zhaoyuan Zhang, and Lifang Jiao*,Development Strategies in Transition Metal Borides for Electrochemical Water Splitting. 

DOI: 10.1002/eem2.12198

 

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6. 来自芳香烃溶剂的空气处理高效有机太阳能电池，不含溶剂添加剂或后处理：溶剂对形态的影响的见解

 

本文在空气中加工和制备的TMB基PM6：BTP-4Cl基太阳能电池效率达到16.33%，处于最高水平，与PM6：BTP-ClBr2的CB器件相同。揭示了溶剂的形貌调节效应。生产三元器件效率17.36%，与世界领先水平相当。

RuijieMa , Tao Yang, Yiqun Xiao, Tao Liu* , Guangye Zhang*, Zhenghui Luo, Gang Li, Xinhui Lu*, He Yan*, Bo Tang*.Air-Processed Efficient Organic Solar Cells from Aromatic Hydrocarbon Solvent without Solvent Additive or Post-Treatment: Insights into Solvent Effect on Morphology.

DOI: 10.1002/eem2.12226

 

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7. 钾离子电池中石墨负极的研究现状和展望

 

暨南大学麦文杰教授讨论了石墨在钾-脱钾过程中的电化学反应机理，并分析了电极/电解质界面对石墨的影响。总结了几种提高KIB中石墨性能的方法，包括石墨结构的设计、选择合适的粘合剂、溶剂化学和盐化学。提出了“相对能量密度”的概念，可以更准确地评价石墨负极的比容量和电位的真实电化学性能。

 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.

DOI: 10.1002/eem2.12194

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8.生物质衍生有机物的电催化价值的最新进展

 

湖南大学邹雨芹教授讨论了不同催化剂上生物质分子电催化转化的催化机理，强调了原位表征手段在机理研究中的作用。详细介绍了各种以催化机理为导向，合理设计的高性能生物质转化电催化剂。分析了成对电解以及器件实现中可能存在的问题，指出需要改良的方向以适应工业生产的要求。

Ming Yang, Zhenran Yuan, Rixin Peng, Shuangyin Wang, Yuqin Zou*. Recent Progress on Electrocatalytic Valorization of Biomass-Derived Organics.

DOI: 10.1002/eem2.12295

 

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9. 用于能量转换和存储的光辅助可充电金属电池

 

 江西省科学院晏南富：综述了基于金属负极（包括锂、钠和锌）的光辅助可充电电池的最新进展。讨论了制造这些器件的关键策略和性能，以进一步理解先进光辅助可充电金属电池的工作原理和设计原理。

Nanfu Yan*, Xueping Gao*.Photo-assisted Rechargeable Metal Batteries for Energy Conversion and Storage.

DOI: 10.1002/eem2.12182

 

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10. 设计O/S共混相硫化物固态电解质，解析SSE|电极双重界面稳定性

 

郑州大学邵国胜教授&胡俊华教授&王卓副教授通过理论建模，掺杂O元素，改性S元素的比例设计出Li_6.25PS₄O_1.25Cl_0.75，并实现实验合成。Li_6.25PS₄O_1.25Cl_0.75与纯Li负极和高压LiCoO₂正极均具有良好的电化学兼容性，且不影响原硫化物的优异离子电导率。

Hongjie Xu, Guoqin Cao, Yonglong Shen, Yuran Yu, Junhua Hu*, Zhuo Wang*, Guosheng Shao*. Enabling Argyrodite Sulfides as Superb Solid-State Electrolyte with Remarkable Interfacial Stability Against Electrodes. 

DOI: 10.1002/eem2.12282

 

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11. MXene负载氮化硼量子点异质结电催化氮还原性能研究

 

兰州交通大学褚克教授研究构建了一种新型Ti₃C₂Tx-MXene负载氮化硼量子点（BNQDs/Ti₃C₂Tx）异质结催化剂，其较好的NRR反应活性。BNQDs/Ti₃C₂Tx催化剂的最高氨产率为 52.8 ± 3.3 μg h⁻¹ mg⁻¹ ，法拉第效率为 19.1± 1.6%，远优于纯 BNQDs 和 Ti3C2Tx。理论计算表明， BNQDs 和 Ti₃C₂Tx之间的强相互电子作用使得异质界面处的B 拥有较高的电荷密度，可显著增强 N2 活化断键以及加氢反应的供电子能力。与此同时，Ti₃C₂Tx表面修饰的 BNQDs 可以阻断 Ti₃C₂Tx表面的析氢竞争反应，从而呈现出较高的 N₂-to-NH3 催化活性和选择性。

Ke Chu*, Xingchuan Li, Ye Tian, Qingqing Li, YaliGuo.Boron nitride quantum dots/Ti3C2Tx-MXene heterostructure for efficient electrocatalytic nitrogen fixation. DOI:10.1002/eem2.12247

 

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12. 电化学储能器件中石墨烯量子点的研究进展

 

洛林大学 Jean Jacques Gaumet 教授：综述了石墨烯量子点（GQDs）在电池、超级电容器中作为电极材料或与活性材料混合作为辅助剂的最新研究，总结了电化学性能，最后回顾了基于GQDs后续电极材料优化策略的挑战和展望。

Noura Zahir, Pierre Magri, Wen Luo, Jean Jacques Gaumet*, and Philippe PierratRecent Advances on Graphene Quantum Dots for Electrochemical Energy Storage Devices. 

DOI: 10.1002/eem2.12167

 

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13. 钙钛矿氧化物在挥发性有机化合物催化燃烧中的研究进展与展望

 

南京工业大学邵宗平教授，王纬教授介绍了钙钛矿氧化物的主要特点并提出了钙钛矿作为VOC去除催化剂的优势。阐明了钙钛矿氧化物在VOC催化燃烧应用中的挑战、存在问题以及未来研究方向。

Li Yang, Yanzhi Li, Yundong Sun, Wei Wang*, Zongping Shao*.Perovskite Oxides in Catalytic Combustion of Volatile Organic Compounds: Recent Advances and Future Prospects. DOI: 10.1002/eem2.12256

 

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14. 氧化钴纳米颗粒封装到碳纳米管支化氮掺杂还原氧化石墨烯网络中的多维杂化结构用于锂硫电池

 

成均馆H. S. Park教授通过简单的热解方法合成了一种多维结构的复合物( Co @ CNT / nG )，其中Co₃O₄纳米颗粒被封装到与碳纳米管( CNT )枝条相互连接的三维( 3D )多孔N掺杂还原氧化石墨烯中。Co @ CNT / nG的均匀分布和封装的Co₃O₄纳米颗粒、相互连接的CNT分支以及3D分级多孔结构和N掺杂实现的协同效应显著抑制了多硫化锂的穿梭效应，增强了氧化还原动力学，从而提高了硫利用率。

Jeong Seok Yeon, Young Hun Ko, Tae Ho Park, Hyunyoung Park, Jongsoon Kim, and Ho Seok Park*,Multidimensional Hybrid Architecture Encapsulating Cobalt Oxide Nanoparticles into Carbon Nanotube Branched Nitrogen-Doped Reduced Graphene Oxide Networks for Lithium–Sulfur Batteries.DOI: 10.1002/eem2.12187

 

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15. 晶相调控磷化钴/掺杂碳复合催化剂用于高效可充锌空气电池

 

宁波工程学院杨为佑团队: 以MPSA/ZIF-67为前驱体，通过一步热解制备了一组结构相似、晶相不同的复合催化剂；通过系统表征和对比分析，明确了复合材料的ORR和OER活性结构分别主要源于NPC和CoxP。该工作为过渡金属磷化物研究提供了一种简单、可控制备方法，并为明晰高效活性结构、设计构筑磷化钴基电催化剂提供实验支撑和有益借鉴。

Qing Shi, Qiao Liu*, Yapeng Zheng, Yaqian Dong, Lin Wang, Hantao Liu, and Weiyou Yang*. Controllable Construction of Bifunctional Co_xP@N,P-Doped Carbon Electrocatalysts for Rechargeable Zinc–Air Batteries. 

DOI: 10.1002/eem2.12208

 

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16.用蛋黄–壳结构Cu₂O@CuO装饰的还原氧化石墨烯——高性能锂离子电池负极

 

本文提出了一种利用柯肯达尔效应设计的独特蛋黄–壳结构Cu₂O@CuO装饰的还原氧化石墨烯负极材料策略。该材料具有丰富的空隙空间和高表面积，在0.3C倍率下循环200次后容量保持率高达1098 mAh/g。

FangzhaoPu,  Yilu Bai,  Jian Lv,  Xintian Zhao,  Guanchen Wu,  Chuncai Kong*,  Bosen Lei,  Xiaojing Zhang,  Hong Jin*,  Zhimao Yang*. Yolk–Shell Cu₂O@CuO-decorated RGO for High-Performance Lithium-Ion Battery Anode.

DOI: 10.1002/eem2.12160

 

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17. 用于协同吸附和光催化的多孔材料的最新进展

 

本文综述了近年来多孔光催化剂的设计、制备和应用进展。

Tianqi Wang, Bingbing Tian, Bin Han, Dingren Ma, Mingzhe Sun, Aamir Hanif, Dehua Xia*, and Jin Shang*.Recent Advances on Porous Materials for Synergetic Adsorption and Photocatalysis.

DOI: 10.1002/eem2.12229

 

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18. 计算机模拟引导高效水蒸发器设计

 

浙江农林大学沈哲红/陈浩课题组：使用计算机光路模拟作为指导，优选高效光吸收结构用于蒸发器的制作，显著提升太阳能蒸发器效率，为高效蒸发器的设计制造提供指导思路；

Yitian Wu, Rui Kong, Chaoliang Ma, Lanze Li, Yu Zheng, Yingzhuo Lu, Lulu Liang, Yajun Pang*, Qiang Wu, Zhehong Shen*, Hao Chen*. Simulation-guided design of bamboo leaf-derived carbon-based high-efficiency evaporator for solar-driven interface water evaporation.

DOI: 10.1002/eem2.12251

 

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19. 不同变质程度储钠煤基炭材料中的缺陷定向氧功能化

 

本文采用简单工艺处理了三种不同变质品位煤，在作为负极时表现出不同的储钠行为。这项工作提供了煤炭与大规模储能技术之间的实际联系。

Hanqing Zhao*, Dan Zhao, Jianqi Ye, Pengfei Wang, Maosheng Chai, Zhong Li*. Directional Oxygen Functionalization by Defect in Different Metamorphic-Grade Coal-Derived Carbon Materials for Sodium Storage.

DOI: 10.1002/eem2.12178

 

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20. 石榴石固体电解质中锂沉积诱导开裂的原位观察

 

本文设计了一种新型的中尺度固态电池，能够以纳米分辨率实时观察锂渗透到固体电解质中。研究发现，Li枝晶可以通过跨晶裂纹扩展，而不仅仅是通过晶粒之间的界面（晶间）。

Jun Zhao, Yongfu Tang, Qiushi Dai, Congcong Du, Yin Zhang, Dingchuan Xue, Tianwu Chen, Jingzhao Chen, Bo Wang, Jingming Yao, Ning Zhao, Yanshuai Li, Shuman Xia, Xiangxin Guo, Stephen J. Harris, Liqiang Zhang*, Sulin Zhang*, Ting Zhu*, Jianyu Huang*.In situ Observation of Li Deposition-Induced Cracking in Garnet Solid Electrolytes. 

DOI: 10.1002/eem2.12261

 

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Energy & Environmental Materials 

(简称EEM，中文名：能源与环境材料)是由郑州大学出版的国内外公开发行的英文期刊，主要报道能源捕获、转换、储存和传输材料以及洁净环境材料领域的高水平研究成果。EEM为材料、化学、物理、医学及工程等多学科及交叉学科的研究者提供交流平台，激发新火花、提出新概念、发展新技术、推进新政策，共同致力于清洁、环境友好的能源材料研发，促进人类社会可持续健康发展。

发展历程