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近年来，电化学二氧化碳还原反应（CO2R）被认为是一种能够缓解温室效应的有效途径，但其反应效率往往受限于复杂的反应路径和缓慢的动力学过程，而阻碍了通过CO2R进一步实现“碳中和”的目标。因此，科学家们迫切需要发展一种兼具高活性、高选择性和高稳定性的CO2R催化剂。其中，酞菁和卟啉基有机金属配合物具有在分子水平上的显著优势，有望成为潜在的CO2R高效催化剂。为了构建高效的CO2R催化体系，需要通过载...
氧还原反应（ORR）是系列电化学能量转换器件（如金属-空气电池、燃料电池）中的重要阴极反应。商业上主要选用铂（Pt）基材料作为ORR电催化剂驱动反应进行。但Pt金属储量稀少、价格高昂，不利于大规模应用。因此，开发性能优异且价格低廉的非贵金属催化剂变得尤为重要。当前，碳基负载的铁单原子催化剂（Fe SACs）作为非贵金属催化剂，被认为是商业Pt基催化剂最有潜力的替代品之一。金属有机骨架材料（MOFs...
南开大学科研团队在光助锂-氧气电池领域获突破（图）
南开大学 锂-氧气 电池 美国科学院院刊
2021/4/25
近日，南开大学化学学院李福军研究员团队在光助高比能锂-氧气电池研究方面获得突破，为上述问题的解决提供了崭新方案。他们研获了一种具有表面等离激元增强效应的新型半导体催化剂，首次将可见光引入锂-氧气电池中，显著提升了正极反应动力学，有效降低了电池充/放电过程的极化，开辟了构筑高效金属-空气电池的新思路。日前，介绍该工作的论文发表在国际顶级学术刊物《美国科学院院刊》(PNAS)上。
近期，中科院合肥研究院固体所纳米材料与器件技术研究部环境与能源纳米材料中心团队在电催化合成过氧化氢方面取得新进展，制备了负载在氮掺杂石墨碳上的Co单原子催化剂（Co-SAs/NC），实现高效电催化两电子氧还原合成过氧化氢。相关研究成果以“Cobalt single atom catalysts for efficient electrosynthesis of hydrogen peroxide”...
中国科学院上海硅酸盐研究所在压电催化研究方面取得系列进展（图）
压电催化 电化学反应 半导体材料
2021/4/7
压电材料具有非中心对称性的结构，在外加机械力的作用下可以诱导表面电荷的不对称分布。表面富集的非平衡电荷能够引发电化学反应，在温和条件下可实现水和氧气分子的活化以及活性氧物种的产生，从而可实现能源小分子（O2、H2O、CH4等）转化，被认为是实现绿色化学合成的重要潜在反应途径。最近，中国科学院上海硅酸盐研究所能源和环境催化材料课题组通过合理的催化反应体系设计，制备了一系列具有压电催化效应的半导体材料...
近日，我校化学学院林晓明副教授在国际权威期刊《ACS Nano》（影响因子：14.588）上发表题为“Metal−Organic Framework−Derived Hierarchical MnO/Co with Oxygen Vacancies toward Elevated-Temperature Li-Ion Battery”的研究论文。课题组硕士研究生为论文第一作...
中国科学院兰州化学物理研究所发表超级电容器离子液体电解液研究综述（图）
超级电容器 离子液体 电解液
2021/4/9
近期，中国科学院兰州化学物理研究所清洁能源化学与材料实验室研究人员在多年研究积累（Nat. Commun., 2017,8, 2188. Energy Environ. Sci., 2018, 11,3212-3219. Energy Storage Mater., 2019, 18, 253-259.）基础上，系统综述了超级电容器中离子液体电解液的离子调控策略的研究进展（Ion Regulati...
锂金属负极因其极高的理论比容量（3860 mA h g-1），低的电化学电位（-3.04 V vs. 标准氢电极）和低的密度（0.59 g cm-3）而备受广大研究学者的青睐，成为新一代极具前景的高能量密度负极材料。但是在实际应用中，它们仍然存在一些尚未解决的问题。一方面，商业有机电解液在锂金属表面形成不稳定的固体电解质中间相（SEI），以及锂枝晶和死锂的生成，会持续消耗电解液，导致电池性能下降；...
中国科学院福建物质结构研究所核壳合金纳米催化剂电催化全解水研究取得新进展（图）
核壳合金纳米 催化剂 电催化 全解水
2021/3/31
随着质子交换膜电解池（PEMWEs）的发展，在酸性条件下水解制氢被认为是高效转化可持续氢能最有前景的方式。电解水包括两个半反应：阳极的析氧反应（OER）和阴极的析氢反应（HER）。酸性条件下，与Pt基催化剂在低过电位具有良好的HER性能相比，阳极的OER反应动力学缓慢和催化剂的快速失活，成为PEMWEs实际应用的最大瓶颈。
近日，我所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组（508组）吴忠帅研究员团队在混合型电化学储能器件研究方面取得新进展，构建了具有与锂离子电池类似工作机理的摇椅式电池—超级电容器混合储能器件，并通过电极容量和动力学“双匹配”策略，同时实现了器件的高能量密度和高功率密度（“双高”）。
作为一类新型的智能离子型电活性聚合物材料（EAP），离子聚合物-金属复合材料（Ionic polymer-metal composites，IPMC）是目前国际上仿生驱动技术与微-纳机电系统领域备受关注的前沿研究课题。在外场电压驱动下，阴阳离子在电极表面发生可逆的嵌入/脱嵌，引起阳极和阴极之间的体积或压力梯度，从而导致IPMC执行器发生电-机械形变。因此，电极的电化学能量存储能力和离子传输速率在改...
高能量密度无负极锂金属电池研究取得进展（图）
高能量 密度 无负极 锂金属电池
2021/3/25
目前，基于锂离子插层化学的传统锂离子电池已无法满足各种新兴领域对锂电池能量密度的需求，因此，以高能量密度著称的锂金属电池引起研究人员的广泛关注。在锂金属电池中，无负极锂金属电池（AF-LMB）可以将全电池能量密度推向极致，超过450 Whkg-1，被视为高能量密度锂金属电池的终极选择。然而，相比含有负极材料的锂电池，无负极锂金属电池失去了负极宿主材料的保护或来自负极侧的锂补偿，在循环过程中任何不可...
近期，中科院合肥研究院固体所纳米材料与器件技术研究部环境与能源纳米中心在常温常压下电催化氮气还原合成氨的研究中取得新进展，合成了无支撑且富含氧空位的氧化铌纳米阵列Nb2O5-NCF，并探究其作为电极催化剂在电化学合成氨中的失活与重建，实现高效可重复的电催化合成氨。相关研究成果以“Highly ordered Nb2O5 nanochannel film with rich oxygen vacan...
2021年3月17日上午，四川省科学技术奖励大会在成都举行。会上公布了2020年度四川省科技进步奖获奖名单。四川大学冯小明教授获四川省科学技术杰出贡献奖。2020年四川省科学技术进步奖项目共计265项。“微纳结构化智能高分子材料的可控构建与性能强化机制”等36项成果获四川省科学技术进步奖一等奖；“锂硫族电池隔膜与正极设计及电化学性能增强方法与机理研究”等80项成果获四川省科学技术进步奖二等奖；“高...
近期，中科院合肥研究院固体所纳米材料与器件技术研究部环境与能源纳米材料中心在以有机物5-羟甲基糠醛作为燃料的燃料电池研究中取得新进展，合成了负载在炭黑上的铂与硫化镍纳米颗粒双功能催化剂（PtNiSx/CB），不仅可以催化阳极燃料5-羟甲基糠醛（HMF）氧化为2,5-呋喃二甲酸（FDCA），还能驱动阴极氧还原反应，实现在输出能量的同时将燃料转变为更高价值的产物。相关研究成果以“Sustainable...