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2020 年 9 月，中国宣布力争 2030 年前实现碳达峰（二氧化碳排放达到历史峰值）、2060 年前实现碳中和（二氧化碳净零排放），这是迄今为止世界各国中作出的最大减少全球变暖预期的气候承诺。二次电池，作为碳中和的“龙脉”，支撑着两大万亿赛道的主枝干——左擎“热、电、氢”等清洁能源，右牵动力电池与新能源车。可充电水系锌离子电池（ZIBs）采用水作为溶剂，具有成本低、运行安全性高、环境友好等优点...
氢气是一种高密度的能量载体和重要的化工原料，耦合可再生能源发电的电解水是一种可持续发展的制氢方法，当前电解水的效率主要受限于其阳极析氧反应（OER）较高的过电势。为了提高电解水的效率，需要使用电催化剂降低OER的过电势。利用腐蚀法在泡沫铁上制备的自支撑镍铁层状双氢氧化物（NiFe-LDH@IF）因其良好的OER电催化性能被认为是最具有应用前景的OER电催化剂之一。然而目前NiFe-LDH@IF的生...
近日，清华大学化学工程系张如范副教授课题组在锌-空气电池体系提出了一种双相耦合构筑RuCoOx双金属氧化物的策略，首次将氧还原反应、氧析出反应和氢析出反应三种活性位点集成，显示出优异性能。相关工作以“RuCoOx nanofoam as a high-performance trifunctional electrocatalyst for rechargeable zinc-air batter...
青岛科技大学材料科学与工程学院在Advanced Functional Materials发表宽温域锂-硫电池研究进展综述论文（图）
宽温域锂-硫电池 高能量密度电池 氧化还原媒介添加剂
2022/5/27
近二十几年以来，低成本锂-硫电池受到研究者的广泛关注，其被认为是现有锂离子电池技术的强有力竞争者之一。大量文献已证实，通过研制优异的电极、隔膜、粘结剂以及电解质等关键材料可以大大提高其室温条件下的充放电性能和安全性。然而，在极端温度条件下（如-40 °C至80 °C的宽温域范围），锂-硫电池通常表现出容量快速下降、倍率性能不足甚至严重的安全问题。
富勒烯衍生物在有机太阳能电池（OSCs）中作为受体材料发挥了至关重要的作用，某些功能化的富勒烯衍生物还可以作为阴极界面修饰层材料改善光活性层和阴极之间界面层的电学特性，显著提高正向和反向结构光伏器件的能量转化效率（PCE）。2012年，课题组与澳大利亚联邦科学和工业研究组织（CSIRO）和中科院化学所开展合作研究，设计合成的富勒烯胺（PCBAN和PCBDAN）和n-型自掺杂高电导率富勒烯季铵碘盐（...
王晓峰教授团队研究成果在《美国化学会志》上发表（图）
双钙钛矿 太阳能电池 非铅钙钛矿材料 Cs2AgBiBr6
2022/6/2
近日，吉林大学物理学院王晓峰教授团队在双钙钛矿太阳能电池的研发方面取得突破。研究成果以“Organic Dye/Cs2AgBiBr6 Double Perovskite Heterojunction Solar Cells”为题，于2021年9月1日在线发表于Journal of the American Chemical Society杂志上。
现代信息技术与材料科学密切相关。上世纪五十年代以来，基于半导体材料的晶体管和集成电路深刻地改变了人类社会。高性能晶体管和电子芯片往往需要使用高质量晶体材料。现有的芯片技术主要采用单晶硅，而未来的智能芯片有可能使用聚合物半导体等新材料。合成高质量聚合物晶体对于未来电子学的发展具有重要意义。单晶生长需要物理或化学的可逆修复过程。单体通过聚合反应形成共价键连接的聚合物。在聚合反应过程中，利用共价键的断裂...
近日，清华大学化学工程系张强课题组在锂电池电解液的研究中构建了离子–多溶剂复合模型，并采用第一性原理计算等方法探究了离子–溶剂相互作用对电解液稳定性的影响。
复旦大学俞麟教授的综述论文：基于PEG的可降解的热致水凝胶（图）
基于PEG 可降解 热致水凝胶
2022/7/1
水凝胶是通过化学或物理交联形成的三维聚合物网络，可容纳大量水或组织液，能够在生理环境下溶胀但不溶解。由于具有良好生物相容性以及与人体软组织的相似性，水凝胶可满足生物医学领域的不同应用。
开环聚合是一种重要的聚合反应类型。复旦大学丁建东课题组结合其研究聚酯/聚醚热致水凝胶材料的需要，运用密度泛函理论，探讨了丙交酯单体在异辛酸亚锡/PEG体系作用下进行开环聚合的反应路径。
通常，聚丁二炔可由光引发或热引发的拓扑聚合反应进行制备，反应中无需添加剂的参与，但单体的有序预排列对1, 4-加成拓扑化学转变至关重要。长久以来，研究者们致力于依托超分子作用力实现丁二炔单体适宜的分子取向和有序的分子排列，构建诸如Langmuir-Blodgett膜、晶体、液晶、单分子层、凝胶和自组装等有序体系。这些策略大都采用高温或高能辐照（254 nm或γ-射线）实现引发，较高的能量对材料本身...
近日，清华大学化学工程系陆奇团队通过将电化学动力学实验和表面增强原位光谱技术相结合深入探讨了CO2/CO电催化还原的反应机理。该工作系统研究了电解液pH对主要还原产物CH4以及C2+产物（乙烯、乙醇、乙酸和正丙醇）生成速率的影响规律，通过严格动力学分析确定了C2+产物和CH4生成的决速步骤，并结合原位拉曼光谱技术，构建了不同pH电解液中Cu催化剂表面物种的存在形态与反应活性之间的关系。这项研究中所...
复旦大学高分子科学系陈茂团队：机器学习辅助的聚合逆分析平台（图）
机器学习 聚合逆分析 人工智能
2022/7/1
在聚合物材料的研发过程中，研究者需合成大量具有不同信息的聚合物（例如分子量、分子量分布、化学组成）以开展筛选研究。然而聚合反应受多参数影响，对非专业人士而言，常需经历不断试错才能得到理想结果，不仅实验效率受限、成本高，而且对复杂体系而言，其分析难度大幅度提升。近年来，基于大数据的机器学习方法已经逐渐在化学领域彰显其在反应分析、路线优化上的巨大潜力。而如何在高分子合成中用好机器学习的优势，还有待开发...
聚集诱导发光(AIE)已经越来越多的被应用于可视化材料领域。目前报道的实现AIE的经典方法，多是在体系中引入不良溶剂，例如往THF溶液中加入水，去促进分子聚集，从而实现AIE。可以看到，在AIE聚集体的制备过程中，水是必不可少的。然而，这一因素限制了许多聚合物的溶液加工过程。因此，实现有机相的AIE，可以突破溶剂类型对于可视化材料加工的限制，富有挑战且有意义。
南方科技大学（简称“南科大”）是在中国高等教育改革发展的宏观背景下，创建的一所高起点、高定位的公办创新型大学，它肩负着为我国高等教育改革发挥先导和示范作用的使命，并致力于服务创新型国家建设和深圳创新型城市建设。南科大创校几年来各方面都取得了突出的成果：初步建成了世界一流的高水平师资队伍，高层次人才比例位居全国高校前列；拥有先进的科研基础设施，人均竞争性科研经费连续几年在全国名列前茅；在最新的ESI...