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近日，上海科技大学物质科学与技术学院陈刚课题组研发了弹性可压缩的还原氧化石墨烯海绵（rGO-S），构建了高效稳定的锂金属电池，相关成果发表于国际知名学术期刊Nano Letters。该研究揭示了镀锂产生的内应力对锂枝晶生长的影响，并通过构建弹性可压缩的基底释放镀锂内应力，实现了无枝晶的锂沉积。
钙钛矿是目前最具前景的新型太阳能电池材料。基于钙钛矿的超高效太阳能电池被《麻省理工科技评论》（MIT Technology Review）评价为“2024年十大突破技术”。目前常用的铅钙钛矿太阳能电池已实现了较高的光电转换效率，但铅钙钛矿在环境友好性和光谱吸收范围方面还有所不足。
高效可再生能源制氢是能源供应从“碳循环”到“氢循环”转变的核心技术之一。然而这一技术仍然面临能量转换效率低这一严峻挑战。能量之间的耦合增益效应是实现能量转换效率最大化的一种潜在途径，但仍需要探索能量耦合增益的物理机制和材料基础。对于电化学水氧化(OER)反应来说，电子是能量转换的载体，只有当体系内能量共同改变电子化学势时才能实现高效的能量耦合增益效应。对于电化学水分解反应来说，需要将电极极化到一个...
中国科学技术大学实现在酸性介质中高效电解二氧化碳制甲酸（图）
酸性介质 电解 二氧化碳 甲酸
2024/3/11
电催化二氧化碳还原（CO2R）制备高附加值碳基产品一方面可实现二氧化碳的资源化利用，另一方面有效储存间歇性可再生电能。在碱性或中性介质中，CO2R的法拉第效率和电流密度取得了显著进步；然而，碱性和中性环境下二氧化碳会与电解液中的羟基发生反应生成碳酸盐，造成大量的二氧化碳损耗，限制了二氧化碳单程转化效率。在酸性介质中电解二氧化碳可有效解决碳利用率低的难题。然而，在酸性介质中，析氢反应的动力学非常快，...
锂金属电池（LMBs）展现出了超过400 Wh kg?1高能量密度的发展潜力，因此被优先考虑作为下一代储能设备。然而，不可控的枝晶生长、难以捉摸的界面化学和不稳定的固体电解质界面（SEI）极大地威胁了LMBs的安全性和耐久性，阻碍了其市场化应用。由于结构的可调性，有机分子表现出构建人工SEI的非凡能力，这有利于清晰化界面化学，诱导Li金属的形核和沉积。此外，一些基于聚合物有机分子设计的SEI具有高...
中国科学技术大学开发出高锂离子电导率无定形氯化物固态电解质（图）
锂离子 电导率 无定形氯化物 固态电解质
2024/3/11
近日，中国科学技术大学姚宏斌教授研究团队联合复旦大学商城教授与浙江工业大学陶新永教授研究团队基于锂、钽和氯三元体系，通过组分的调控与优化，成功构建了玻璃态锂离子传导网络。在这一体系创新的基础上，开发了高锂离子电导率的无定形钽系氯化物固态电解质，并扩展了一系列高性能复合固态电解质体系，克服了传统晶态固态电解质结构和组分设计的限制，并基于此实现了宽温度内范围适用的高镍正极型全固态锂电池。相关研究成果以...
木材可制成稳定有机太阳能电池（图）
木材 木质素 有机 太阳能电池
2023/12/12
木质素是自然界最常见的有机材料之一，瑞典科学家已经证明，未经处理的硫酸盐木质素可用于制造更环保、更可靠的太阳能电池，广泛应用于个人电子设备等多个领域。相关论文已发表于最新一期《先进材料》杂志。
电化学界面电子转移机制是电化学研究的重要课题。1931年，R. W. Gurney提出电化学反应电子转移量子力学机制(Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Containing Papers of a Mathematical and Physical Character, 1931, 134, 137-154)，认为电极稳态电...
能带排列理论被广泛用于理解光催化、光电催化、光电储能以及第三代太阳能电池等领域中半导体表界面电子传输行为。然而，罗文俊教授课题组研究发现半导体表界面通常发生电子离子耦合传输的法拉第反应，据此提出了法拉第结表界面新模型，并引入了电位窗口（吉布斯自由能）作为半导体表面反应层的热力学描述符(Chem. Sci. 2020, 11, 6297; iScience 2020, 23, 100949; Nat...
中国科学技术大学在硼自由基催化不对称合成领域取得重要进展（图）
硼自由基 催化 不对称合成
2024/3/11
中国科学技术大学精准智能化学重点实验室汪义丰教授、傅尧教授和张凤莲副教授联合研究团队发展了一类手性硼自由基催化的不对称环异构化反应。在该工作中，作者设计开发了一类结构和功能全新的手性氮杂卡宾－硼自由基催化剂，并发展了硼自由基催化的不对称环化异构化反应。北京时间12月1日，国际著名学术期刊《科学》杂志在线发表了该项工作。
锂金属电池因其在改善能量密度方面的巨大潜力被认为是最有望取代传统锂离子电池而实现实际应用的新型储能装置。然而，由于不均匀的锂形核和沉积以及脆弱的原生固态电解质界面（SEI）层的形成，锂金属负极（LMA）在实际工作过程中会不可避免地产生锂枝晶，这严重恶化了电池的电化学性能，甚至加剧了电池的安全风险。在众多稳定锂金属负极的策略中，通过引入多功能添加剂来优化电解质被认为是提高电解质与LMA相容性的一种很...
近日，上海科技大学物质学院化学与物理生物学研究部李健课题组利用合成生物学、化学及材料科学等多学科交叉技术开发出高效的界面级联生物催化体系，相关成果在线发表于国际知名学术期刊《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）。
中国科学院山西煤炭化学研究所陈加藏研究员（图）
中国科学院 山西煤炭化学研究所 陈加藏研究员
2023/11/22
陈加藏研究员，研究方向1.半导体（光）电化学之电荷传输和界面电荷转移的理论基础和研究方法开发2.光催化反应工程和反应器3.废水处理、氢气纯化。
南京大学金钟课题组：电极/电解液共生的水系锌-碘电池（图）
电极 电解液 水系锌-碘电池
2024/5/6
水性锌离子电池因其独特的优势而受到广泛关注，包括固有的安全性、环境友好性和在空气中易操作性。在各种锌离子电池系统中，如锌-卤、锌-空气、锌-硫和锌-金属氧化物电池中，采用典型的I2/I?电化学耦合的水性锌-碘电池由于其高能量密度和成本效益成为可扩展应用的有前景的候选者。然而，水性锌-碘电池在商业化过程中一直受到多碘离子穿梭效应的持久挑战。为解决这一问题，已有的研究工作致力于探索各种功能材料，如纳米...
