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【DFT+实验】『质子储能』东北大学孙宏滨教授Small：构建低成本的水系二次电池有机正极，揭示吡嗪能量存储单元的质子储能机理

来自公众号：深水科技咨询本文以传播知识为目的，如有侵权请后台联系我们，我们将在第一时间删除。研究背景有机电极的低固有导电性和溶解度是其面临的障碍。为解决上述问题，研究人员已经…

2024年1月3日
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【DFT+实验】锂阳极上天然SEI的形成&多硫化物稳定SEI的机理分析

【研究背景】随着便携电子设备需求的增加，传统锂离子电池的能量密度难以满足未来技术应用需求。为提高能量密度，人们研究了使用锂金属阳极和原位镀Li阳极，如Li金属阳极锂硫电池（LSB…

2024年1月3日
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Materials Today Physics：基于δ-MnO2的忆阻器应用于可控模拟-数字双极电阻开关行为的研究及其机理分析

成果简介忆阻器是实现神经突触功能的电子元件之一，它有望被应用于神经形态学计算，从而有效克服冯诺依曼瓶颈的限制。特别地，具有可控模拟–数字切换功能的电阻开关行为的忆阻器…

2024年1月3日
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清华大学何向明课题组Joule：电毛细效应加速电池浸润

【研究背景】锂离子电池因具有能量效率高、循环寿命长等优势已经被广泛应用到现代社会的诸多方面，与此同时，不断提升能量密度始终电池发展的重要方向。大尺寸化、高负载量、高压实密度的厚电…

2024年1月3日
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TDDFT计算ECD光谱指认绝对构型的良好计算规范

手性性质的量子力学计算已迅速成为归属有机化合物(包括天然产物)绝对构型(absolute configuration, AC)的最流行方法。现在非专业人员很容易以黑盒模式使用含时密…

2024年1月3日
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【DFT+实验】上海交大梁正、颜徐州PNAS：巧妙“电子云协同”隔膜设计调控锂离子界面传输助力高性能锂金属电池

通讯作者：梁正，颜徐州，张新海第一作者：丁罗义，岳昕阳通讯单位：上海交通大学【研究背景】研究显示，锂枝晶的形成导致了锂金属电池（LMBs）循环寿命大大缩短，库仑效率（C…

2024年1月2日
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【DFT+实验】电子科技大学陈俊松教授团队EMA：具有优异储钠性能的NiS2/FeS纳米花状异质结材料

电子科技大学陈俊松教授团队EMA：具有优异储钠性能的NiS2/FeS纳米花状异质结材料摘要过渡金属硫化物具有优异的储钠潜力，但低导电性和体积膨胀限制了其进一步应用。本工作通过…

2024年1月2日
【DFT+实验】厦大熊海峰/福大林森：羟基和Rh单原子之间的距离决定Rh₁/CeO₂催化剂在CO氧化中的活性

背景介绍单原子催化剂（SAC）因其在化学反应中的高原子利用效率和独特的催化性能而受到广泛研究。另一方面，单原子催化被认为是连接多相催化和均相催化的桥梁，值得进一步研究。最近，人们…

计算顶刊 2024年1月2日
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【DFT+实验】最新JACS：原位COF凝胶电解质助力高倍率锂金属电池！

背景介绍共价有机框架(COFs)由于其可调和有序的纳米通道，有望提供了一个理想的离子传输路径。然而，由于复杂的COFs合成过程与电池制备环境之间的不匹配，使得其难以为器件构建连续…

2024年1月2日
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【DFT+实验】北方民族大学靳治良、日本富山大学Noritatsu Tsubaki院士：S型异质结界面构筑高效产氢

第一作者：张利君通讯作者：靳治良，Noritatsu Tsubaki 通讯单位：北方民族大学，日本国立富山大学主要亮点提出了一种异质结界面工程策略，合理地进行界面调节。构建了…

2024年1月2日

犹他州立大学李刚Angew：钴肟基金属自由基催化：合成环丙烯和噁唑的通用策略
2025年3月27日
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金属自由基催化（Metalloradical Catalysis, MRC），主要以金属卟啉配合物为代表，已成为调控自由基反应和拓展其合成应用的有前景的策略。

基于此，2025年3月26日，犹他州立大学李刚等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Cobaloxime-Based Metalloradical Catalysis: A Versatile Strategy for the Synthesis of Cyclopropenes and Oxazoles》的研究论文。

在此，作者通过金属自由基催化（MRC），开发了一种高效的催化方法，用于炔烃的自由基[2+1]环丙烷化和腈的自由基[3+2]噁唑烷环化反应，反应底物为α-芳基重氮乙酸酯。

钴肟（Cobaloxime）在温和条件下，对炔烃的金属自由基[2+1]环丙烷化和自由基[3+2]噁唑烷环加成反应表现出良好的催化效果。

这些反应展示了广泛的底物耐受性，能够实现克级转化以及药物化合物的合成。

该研究结果突显了钴肟催化环加成反应在有机合成中的巨大潜力，并拓展了金属自由基体系在催化领域的应用范围。

Cobaloxime-Based Metalloradical Catalysis: A Versatile Strategy for the Synthesis of Cyclopropenes and Oxazoles,Angew. Chem. Int. Ed.,2025.https://doi.org/10.1002/anie.202500667
中南民族大学Nature子刊：MgO纳米簇在C=N键有机氮化合物还原偶联合成中的意外活性
2025年3月27日
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硝基化合物与醇的还原偶联是一种用于构建有机氮化合物中C=N键的可持续方法，但由于醇中α-Csp³-H键的惰性以及C=N键对加氢的敏感性，这一过程面临挑战。

基于此，2025年3月26日，中南民族大学张泽会、孙杰、中国科学院大连化学物理研究所慕仁涛等人在国际知名期刊Nature Communications发表题为《Unexpected activity of MgO nanoclusters for the reductive-coupling synthesis of organonitrogen chemicals with C = N bonds》的研究论文。

在此，作者报道了超细碱土金属氧化物MgO纳米簇（尺寸为0.9±0.3 nm）表现出的惊人催化活性，其能够高效活化α-Csp³-H键，促进转移加氢反应，以高至优异的产率（86-99%）合成含有C=N键的高附加值化学品。

对照实验和表征结果表明，MgO中的氧空位（Ov）和局部Mg环境（Mg-O键）在底物吸附和活化过程中起着关键作用，通过底物的负电荷氧原子与MgO纳米簇中Ov位点之间的电子相互作用实现。

理论计算进一步证实，氧空位显著降低了乙醇中α-Csp³-H向硝基苯中硝基转移氢原子的能垒（29.3 kcal/mol对比52.9 kcal/mol），而这一过程是还原偶联反应中具有最高能垒的速率决定步骤。

作者的方法不仅为合成含有C=N键的有机氮化合物提供了一种高效且可持续的途径，还激发了对主族元素催化剂的探索，使其成为过渡金属和贵金属催化剂在有机转化中的替代品。

Yuan, Z., Han, B., Liu, B. et al. Unexpected activity of MgO nanoclusters for the reductive-coupling synthesis of organonitrogen chemicals with C = N bonds. Nat Commun 16, 2963 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-58222-6
广东工业大学李成超、叶明晖AM：基于氨基酸类似物的界面吸附层，可实现长寿命水性锌碘电池的双重稳定性
2025年3月27日
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水系锌碘（Zn–I₂）电池因低成本和高安全性，被认为是大规模储能的有前途的候选者。

然而，它们的商业应用受到锌腐蚀和碘电极多碘穿梭的阻碍。

基于此，2025年3月26日，广东工业大学李成超、叶明晖等人在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries》的研究综述。

在此，通过使用电解质添加剂的策略，构建了基于N,N-二羟乙基甘氨酸（BHEG）的界面吸附层，以稳定锌负极并减轻多碘穿梭。

BHEG中的三级胺（N(CH₂)₃）和羧基（─COO⁻）基团可逆地捕获H⁺，并动态中和OH⁻离子，有效缓冲了锌金属负极的界面pH，抑制了析氢反应。

此外，BHEG吸附层能排斥锌界面处39.3%的H₂O分子，形成“缺水”的内赫尔姆霍兹平面，防止锌腐蚀。重要的是，BHEG中的N(CH₂)₃基团还能抑制碘电极处的多碘穿梭，对I⁻、I₂和I₃⁻的吸附能分别为-0.88、-0.41和-0.39 eV。

得益于这些优势，锌碘电池在高碘电极质量负载（≈21.5 mg cm⁻²）下，可实现2.99 mAh cm⁻²的高面积容量和2000次循环的长循环寿命。

Interfacial Adsorption Layers Based on Amino Acid Analogues to Enable Dual Stabilization toward Long-Life Aqueous Zinc Iodine Batteries,Advanced Materials,2025.https://doi.org/10.1002/adma.202420221
中国科学院大连化学物理研究所刘中民、魏迎旭、叶茂JACS：甲醇制烯烃（Methanol to Olefins，简称MTO）：理解并调控动态复杂催化
2025年3月27日
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甲醇转化为烃类的研究与开发已有40多年的历史。

过去的四十年见证了甲醇制烯烃（MTO）的基础研究和工业流程开发的相互促进以及连续突破，表明MTO是一个极具动态性、复杂的催化体系。

基于此，2025年3月26日，中国科学院大连化学物理研究所刘中民、魏迎旭、叶茂等人在国际知名期刊Journal of the American Chemical Society发表题为《Methanol to Olefins (MTO): Understanding and Regulating Dynamic Complex Catalysis》的研究论文

本综述总结了中国科学院大连化学物理研究所在动态、复杂的MTO反应体系的反应机理和流程工程的持续研究中的努力和成就。

它阐明了关于MTO反应动态演变的本质以及扩散、反应和催化剂（积炭修饰）之间相互作用机制的基本化学问题，这些对于技术开发和流程优化至关重要。

通过整合MTO的化学原理、反应-扩散模型以及积炭形成动力学，实现了基于机理和模型的工业流程调控。

对化学和工程的深入理解促进了MTO催化剂和流程的持续优化和升级。

Methanol to Olefins (MTO): Understanding and Regulating Dynamic Complex Catalysis,J. Am. Chem. Soc.,2025.https://doi.org/10.1021/jacs.4c12145
韩国高丽大学AEM：用于锂电池的磷基阻燃电解液
2025年3月27日
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对高性能储能系统的需求不断增加，促使人们高度关注锂离子电池（LIBs）电解液的开发，因为它们具有高能量密度和循环稳定性。

有机电解液由于其高离子导电性和宽电化学稳定性，在提升电池性能方面发挥着关键作用。

然而，它们的易燃性和挥发性带来了严重的安全风险，包括热失控和火灾隐患。

基于此，2025年3月26日，韩国高丽大学Seung-Ho Yu等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Phosphorus-Based Flame-Retardant Electrolytes for Lithium Batteries》的研究论文。

为了解决这些问题，对阻燃电解液的研究正在推进，特别是基于氟（F）和磷（P）的化合物。

基于氟的阻燃剂通过自由基清除机制中断火焰传播，但需要高浓度才能有效，这导致成本增加并对电解液性能产生不利影响。

相比之下，基于磷的阻燃剂具有独特的优势，包括低毒性、减少烟雾产生以及高热稳定性和化学稳定性。

这些特性使得基于磷的添加剂在较低浓度下就能发挥作用，从而最小化其对成本和电解液性能的影响。

本综述强调了基于磷的阻燃添加剂的多样化结构，探讨了它们的特性、机制以及对电池性能的影响，同时提出了未来发展方向，以开发下一代材料，提高LIBs的安全性和稳定性，为防火、高性能储能解决方案铺平道路。

Phosphorus-Based Flame-Retardant Electrolytes for Lithium Batteries，Adv. Energy Mater.，2025. https://doi.org/10.1002/aenm.202500587