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河南大学Angew.:锂金属上原位构筑双相表面层用于长寿命锂硫电池
背景介绍 锂硫(Li-S)电池由于其多电子转换反应、低密度和高理论能量密度而被认为是最有前途的高能量密度电池之一。尽管如此,锂-硫电池的实际应用仍然面临许多障碍,如严重的穿梭效应。…
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胡良兵等Nat. Catal.:含有10种金属元素的氧化物纳米粒子解决甲烷燃烧的“催化剂失活”问题!
【研究背景】 含有三种或三种以上的阳离子的氧化物纳米粒子称为多元素氧化物(MEO)纳米粒子,MEO通常具有元素和结构的多样性,不同元素之间的协同作用使其催化性能往往优于单一氧化物,…
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南开大学高学平教授AM:高体积能量密度锂硫电池构筑策略
研究背景 锂硫电池有望成为下一代储能体系,尽管重量能量密度(WG)很有吸引力,但就体积能量密度(WV)而言,它与锂离子电池相比相形见绌。图1比较了锂硫电池和锂离子电池的WV和WG。…
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中科院化学所文锐&万立骏JACS: 全固态合金-金属电池的微观机理:均匀调节Li沉积和柔性SEI膜演化
通讯作者:文锐 通讯单位:中国科学院化学研究所 研究背景 高的理论比容量(3860mA h g−1)和最低电化学电位(−3.040 V vs标准氢电极)使锂金属负极成为下一代理想的…
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中科大熊宇杰&龙冉JACS.:Pd改性ZnO-Au助力光催化甲烷直接转化制乙烯
通讯作者:熊宇杰、龙冉 通讯单位:中国科学技术大学 研究背景 甲烷(CH4)是天然气、页岩气和可燃冰的主要成分,是生产高附加值化学品的重要组成部分。由于CH4 C−H键能…
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最新Nature Materials:越平越强?调控原子级平面LaNiO3薄膜的表面转变增强电解水性能
【研究背景】 近来,科研工作者重新对钙钛矿型氧化物(ABO3)用于催化电解水产生了兴趣,因为通过选择A-和B-位离子和取代基以及通过控制点缺陷浓度可以调节钙钛矿的化学和电学性质。通…
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胡勋&冯小峰Nature子刊:关注电催化界面,助力工业化电解CO2!
【研究背景】 使用Cu基电催化剂将温室气体CO2电催化还原(CO2RR)成高附加价值的化学品为可持续燃料生产提供了一种极具吸引力的方法。在开发高活性CO2RR电催化剂的同时,了解以…
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冯新亮Chem. Soc. Rev. : 一文了解充电电池技术中的碳材料
【研究背景】 碳材料因具有原材料丰富,制备成本低,无毒,电化学特性优良等优势,是各类“摇椅”型碱金属电池(Li+, Na+, K+)的理想负极材料。通过对碳材料孔径分布、比表面积的…
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Joule:无机固态电池中材料选择对其制造可伸缩性的影响
【研究背景】 全球可再生能源的大幅增长需要一种高效、经济、安全、大规模的能源存储手段。在传统锂离子电池的成本和性能不断提升的同时,研究者对全固态电池的兴趣越来越浓厚。通过使用薄的、…
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厦大Nature子刊:终于解释清楚了,揭开光电极谜题”体相与表面的贡献“!
【研究背景】 在光电化学(PEC)水分解中,与析氢反应相比,析氧反应(OER)涉及复杂的多电子转移过程,以及光电阳极表面附近的耦合离子和光生电子/空穴传输机制,使得OER动力学反应…
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韩国浦项科技大学JACS: 亲氧过渡金属原子掺杂3D Ni纳米阵列促进碱性HER
通讯作者:Jeong Woo Han, Jong Kyu Kim 通讯单位:韩国浦项科技大学 【研究背景】 电催化析氢反应(HER)被认为是生产清洁和可再生氢燃料的最有前景的技术。…
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复旦大学董晓丽&王永刚EES:两性水电解质的解耦及其在Mn-Zn电池中的应用
研究背景 在常规的电解水中,析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的刚性耦合会造成氢和氧同时生成时HER和OER反应动力学的严重依赖性。HER和OER之间的这种刚性耦合很难适应可再…
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EES综述:电化学动力学角度认识固态锂电池中锂金属的行为
研究背景 利用金属锂作为正极材料来实现高能量密度的锂离子/金属电池,是储能技术的最终目标。具有高离子电导率的固态电解质的最新发展,因为固态电解质的高机械强度可以用来抑制枝晶生长,为…
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AEM综述:实验室级和实际大容量固态锂金属电池之间的差距
通讯作者:黄佳琦 通讯单位:北京理工大学 研究背景 自1990年代锂离子电池(LIBs)商业化以来,由于应范围广泛(包括移动电子设备、医疗设备、卫星和军事电子设备等领域),目前已经…
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电子科技大学EnSM:碳基气凝胶能作为锂金属电池隔膜吗?
研究背景 为了追求高能量密度的储能装置,以锂金属为负极的可充电电池得到了广泛的研究。锂是最轻的金属,密度为0.534 g cm-3,理论比容量高达3860 mAh g-1,电极电位…
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深度解读开年第一篇Science:高度氧化还原可逆的Zn-空气电池
【研究背景】 近些年金属空气电池备受关注。可逆ZAB的关键挑战来自于强碱性电解质,它对活性正极材料(环境空气)化学不稳定,并在很大程度上导致Zn金属负极的电化学不可逆。在碱性环境中…
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川大&德克萨斯大学EES:锂激活SnS-石墨烯交替纳米层,实现薄钠负极的无枝晶循环
研究背景 室温钠金属电池(如 Na-S、Na-Se电池等)是电化学储能研究的新兴领域。虽然钠离子电池(SIB s)在过去十年中受到广泛的关注,但对室温钠金属电池的关注主要集中在最近…
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Nat. Catal.:创纪录TOFs的OER催化剂! “实验结合理论计算”的范本!
【研究背景】 析氧反应(OER)是清洁能源和燃料转换电化学装置(例如电解水、可充电金属-空气电池等)中的一个关键电极反应,由于OER涉及复杂的4电子转移过程,动力学反应缓慢,通常需…
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陈军院士Materials Today:关于高比能层状氧化物正极材料的新思考
通讯作者:陈军 通讯单位:南开大学 研究背景 锂离子电池(LIBs)是化学领域改变人类生活方式的最成功范例之一,用途包括便携式电子和电动汽车等清洁可再生的电化学储能装置。2019年…
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Nat. Catal.:8倍光增强作用!表面吸附增强光辅助CO2活化
【研究背景】 减少全球二氧化碳排放的一个解决方案是将其转化为精细化学品和合成燃料。如果可以利用太阳能作为能量来源将二氧化碳和其他投入物转化为能源密集的原料则是更高效的途径。Saba…
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Chem:铁单原子催化中心的电子和结构动力学识别
通讯作者:刘彬、黄延强、李隽 通讯单位:南洋理工大学、大连物化所、清华大学 研究背景 氧还原反应(ORR)是清洁和可持续能源转换储存技术的基础,开发有效的非贵金属基催化剂十分重要。…
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PNAS:1.5 nm!超微小镍纳米团簇在BN上促进甲醇高效脱氢
【研究背景】 氢能作为一种可再生且可持续的清洁能源已成为一个研究热点。氢能领域中的一个关键环节是氢的储存和运输。与压缩气体或固态储存的传统储存和运输方法不同,液态有机氢载体(LOH…
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中科院福建物构所谢奎Angew:扭曲介孔CeO2单晶表面,助力高效CO催化氧化
通讯作者:谢奎 通讯单位:中科院福建物质结构研究所 01 研究背景 催化氧化反应依赖于活性中心的氧活化,但不同反应物的竞争吸附可能会阻碍氧的化学吸附,导致氧化反应(如与空气共氧化)…
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阿贡国家实验室&香港科大Nature子刊:双催化位点强化锂硫软包电池性能
研究背景 由于高理论比能量(2600 Wh Kg-1)和天然丰富的硫,锂硫电池是下一代电池系统中极具吸引力的替代品。在过去的几十年中,先进的纳米技术被用于合理的正极设…
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Nat. Catal.:高达90%!铜-多胺共电镀杂化催化剂提高CO2RR选择性
01 【研究背景】 通过电化学方法将二氧化碳转化为燃料是一种环境友好的方法。传统上,多碳是通过使用碳密集型化石燃料生产的。利用太阳能、风能和地热等清洁可再生能源产生的电力,CO2还…
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Nature Chemistry:一种高性能的可循环利用的核-壳纳米纤维结构光催化剂
【研究背景】 生产低碳经济的太阳能燃料为应对气候变化和化石燃料储量下降等问题提供了有效的方法。整合和组装所有必要的功能分子组成一个持久的人造光催化系统是一个长期的科学目标。自组装在…
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同济大学黄云辉&罗巍Angew:层状LiCoO2正极重大突破,向4.6 V高压进军
通讯作者:黄云辉教授,罗巍特聘研究员 通讯单位:同济大学 研究背景 锂离子电池是目前最受欢迎的储能设备,已经广泛应用于便携式电子产品,近些年更是在电动汽车领域得到应用。在锂离子电池…
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上海科大AM:石榴石型电解质助力全固态锂金属电池
01 研究背景 金属锂被认为是终极的负极,有望成为高能可充电电池的选择之一。然而,由于在重复的锂电镀/剥离循环期间持续消耗锂,锂金属电池中通常使用过量的金属锂,导致能…
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阿贡国家实验室Angew:Na离子添加剂实现基于LiOH的可充电锂氧电池
研究背景 可充电锂氧(Li-O2)电池由于其极高的理论能量密度而引起广泛的研究兴趣。与Li2O2放电产物相关的高的脱锂过电势已成为该技术发展的关键问题。传统上的催化剂设计取得了可喜…
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邵玉艳/武刚等Nature Catalysis:双管齐下,性能增强及降解机制识别!斩获极佳ORR活性的Co基催化剂!
【研究背景】 质子交换膜燃料电池(PEMFC)作为一种高效、清洁的能源转化装置而受到广泛的研究。其中,阴极的氧还原反应(ORR)通常需要使用高活性电催化剂。铂族金属(PGMs)具有…