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电催化氮还原(NRR)因其温和的反应条件和CO2零排放的独特优势被认为是一种简单、绿色、可持续的氨生产策略。近几十年来，科研人员广泛研究了各种各样的NRR电催化剂。然而，由于N2分子固有的热稳定性以及伴随竞争的析氢反应(HER)，电催化NRR通常面临诸如反应活性低和选择性差等缺点，远远不能满足实际应用的需要。最近，二维共价有机骨架(2D-COFs)的新型能源应用引起了科研人员的广泛关注，成为了电催...
仿生人工肌肉纤维可在外部刺激如电压、电流、温度、压力、光线、湿度等的作用下产生可逆的收缩、转动等类生物肌肉形变响应，该材料在软体机器人、假肢、外骨骼及温度调节服等多方面有重要的应用前景。近些年，仿生人工肌肉纤维的发展备受关注，是智能材料领域研究热点。电化学离子驱动（Electrochemical ion pumping actuation）具有驱动电压低、无明显热效应、易于精确控制等优点。然而目前...
钠离子电池层状氧化物研究取得重要进展（图）
钠离子 电池 层状氧化物
2020/11/6
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心赵成龙博士、陆雅翔副研究员、胡勇胜研究员团队与荷兰代尔夫特理工大学Prof. Marnix Wagemaker及法国波尔多大学Prof. Claude Delmas等提出了一种简单的预测钠离子层状氧化物构型的方法，并在实验上证实了该方法的有效性，为低成本、高性能钠离子电池层状氧化物正极材料的设计制备提供了理论指导。相关成果以“钠离子电池层状氧化物材料...
光伏发电是当今世界的尖端技术，将为全人类解决能源危机、环境污染和可持续发展等三大世界难题。但是，光伏器件的使用会受到天气条件的影响，如雨天、夜晚环境会严重削弱电池的光电转换性能。太阳能的间歇性和不可预测性是光伏装置作为可靠电源系统实现稳定、持续电能输出的重大挑战，因此，从环境中收集替代能源来弥补太阳能的不足是当务之急。针对此问题，目前已经开发出了多种能源转换装置来捕获自然环境中的风、雨、机械振动能...
将太阳能转换成电能的光伏电池是目前解决全球能源和环境挑战的清洁可再生的最有效方式之一。但是，单结太阳能电池的光电转换效率极限（Shockley-Queisser，SQ极限）从根本上限制了光伏电池的进展。单线态裂分（Singlet Fission，SF）是有机半导体中一种有效的多激子生成过程，通过该过程，光激发的高能级单重态激子（S1态）可以转换为双倍的低能级三重态激子（T1态）；双倍的T1态激子随...
中国科学院宁波材料技术与工程研究所在电化学制备过氧化氢领域取得进展（图）
电化学 过氧化氢 氧还原反应
2020/11/9
中国科学院宁波材料技术与工程研究所陈亮研究员团队和陆之毅研究员团队，通过理论模拟，发现原子级分散的Lewis酸性位点（M-O，M = Al、Ga）具有提升含氧碳（O-C）材料电化学制备H2O2的潜在能力（Nat. Commun. 2020, 11, 5478）。计算结果表明，M-O有效调节了相邻C催化位点的电子结构，优化了反应中间体（*OOH）在催化位点上的吸附-脱附强度（图1）。实验上，研究人员...
中国科学院大连化学物理研究所采用狭缝涂布沉积技术制备高效率大面积钙钛矿太阳组件电池（图）
中国科学院大连化学物理研究所 狭缝涂布 沉积技术 高效率 大面积 钙钛矿 太阳 组件电池
2020/10/26
近日，我所薄膜太阳能电池研究组（DNL1606）刘生忠研究员、王开博士团队采用狭缝涂布制备方法，结合高压氮气萃取和离子液体钝化钙钛矿界面技术，成功制备了钙钛矿太阳能电池，该电池小面积效率达到22.7%（0.09cm2），大面积组件达到19.6%（7.92cm2）。狭缝涂布技术以其成本低、生产量大、连续性好等优点成为钙钛矿太阳电池领域最具有产业化前景的沉积技术之一。但对于钙钛矿薄膜的大面积制备技术，...
作为天然四吡咯大环结构，卟啉广泛存在于叶绿素、血红素等自然界功能体系中，被誉为“生命色素”。近年来，新型卟啉及其二聚体由于独特的结构与性能引起了广泛关注。我校费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心解永树教授团队在异卟啉研究方面相继取得重要进展，最新研究成果“Twisted-Planar-Twisted expanded porphyrinoiddimer as a rudimentary reactio...
近日，我所复杂分子体系反应动力学研究组（1101组）韩克利研究员和生物分子功能与机制研究组（1821组）朴海龙研究员，与深圳晶泰科技有限公司（XtalPi）团队合作，发现谷胱甘肽转移酶（GST）荧光探针分子的整体识别性能除了受控于传统意义上的识别基团，还与荧光团的缺电子性密切相关。
随着可穿戴智能设备在运动、医疗健康等领域的广泛应用，发展与之相适应的柔性可弯曲电化学储能器件成为一项重要需求。但柔性储能器件一般采用化学/物理沉积、组装、微钠加工等特殊工艺制备。这限制了材料的选择和使用，导致柔性器件的比能量和力学柔性两者难以兼得。此外，这些特殊工艺无法与当前商业化电池/超级电容器的生产过程相兼容，难以实现规模化制备。近日，电工研究所马衍伟研究团队在高性能柔性储能器件制备技术方面取...
聚合物基固态电池研究取得新进展（图）
聚合物 固态电池 锂电池
2020/10/13
近期，金属所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部新型电化学材料与器件团队在聚环氧乙烷基高性能电解质和固态电池方向取得了进展。针对聚环氧乙烷基固态电解质中锂离子电导率和迁移数较低的问题，利用多硫化锂的穿梭效应，通过原位电化学还原聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯（PEGMA）与硫的共聚物，制备了-S4Li接枝的聚环氧乙烷固态电解质，从而实现快速的锂离子传输，并有效改善界面稳定性，使得全固态聚合物锂电池在5...
西安交通大学电气学院在紫磷的高产率合成研究中取得重要进展（图）
西安交通大学电气学院 紫磷 高产率合成
2020/9/18
西安交通大学电气学院新型储能与能量转换纳米材料研究中心、电力设备电气绝缘国家重点实验室通过化学气相传输方法，制备了高结晶和高纯度的紫磷晶体，通过调整合成参数使其产率高达80%，通过温度和时间参数对形核、晶体尺寸的影响，以及紫磷晶体周围的结构特征提出了相应的合成机理。紫磷晶体的高产率合成及简易 分离为紫磷和紫磷烯将来在机械、电子、光电、催化剂和医学等领域的应用奠定了材料基础，使紫磷及紫磷稀的研究和应...
2020年9月10日，北京市科学技术奖励大会召开，颁发了北京市科学技术奖首届人物奖，并为获奖项目颁奖。化学所郭玉国研究员荣获杰出青年中关村奖。郭玉国研究方向为能源电化学与纳米材料。提出利用“纳米三维导电网络”进行锂离子动力电池用高倍率电极材料结构设计思想，研制出高效稳定的高容量纳微复合结构硅基负极材料和低温性能优异的正极材料，建立了中试生产线，实现了规模化生产和应用；发现纳米孔道限域的链状小硫分子...
近日，我所催化基础国家重点实验室汪国雄研究员与包信和院士团队在二氧化碳电催化还原研究方面取得新进展。该团队实现了非铜基催化剂上串联催化二氧化碳电化学还原制甲烷，为二氧化碳电催化还原制碳氢化合物提供了新策略。二氧化碳电催化还原利用清洁电能将二氧化碳和水转化为化学品和燃料，被认为是一种能同时实现碳循环利用和可再生能源存储的有效途径。将二氧化碳直接电化学转化为碳氢化合物涉及到多电子还原反应过程，存在转化...
近日，我所微纳米反应器与反应工程学研究组（05T7组）刘健研究员团队与天津大学梁骥教授团队、澳大利亚斯威本科技大学孙成华教授团队合作，通过亚纳米空间限域策略，开发了Fe-Cu双单原子亚纳米反应器，用于电催化N2还原反应，实现了NH3高效率合成，为电催化固氮提供了新思路。单原子催化剂由于能最大限度地利用活性物质，在电催化领域具有广阔的应用前景。目前，精准控制原子级活性位点以满足特定反应仍然是单原子催...