顶刊解读

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北理工姚裕贵教授团队在反铁磁材料中发现面内反常霍尔效应

近日，北京理工大学物理学院姚裕贵教授团队在PT对称（空间-时间反演联合对称）的反铁磁体系中提出了面内磁场诱导的反常霍尔效应（IPAHE）。该项研究成果严格论证了在PT对称反铁磁体系…

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2024年3月25日
0032
计算顶刊

【DFT+实验】AEM：提高近10倍！Pt83Ni17 BNCs AG助力ORR

通过经济和可控的途径开发高效稳定的Pt基氧还原反应（ORR）电催化剂，对于电化学能量器件的实际应用至关重要。基于此，中山大学刘卫教授和丹麦哥本哈根大学Jan Rossmeisl等人…

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2024年3月25日
0010
计算顶刊

【DFT+实验】JACS：Pt/CeO2中转化为单原子助力高效CO氧化

为最大限度地提高贵金属基催化剂的金属利用率并再生团聚金属催化剂的活性，科学家们将金属纳米颗粒（NPs）缩减为单原子（纳米颗粒的单原子化），但精确控制单原子化以优化催化性能仍是一个巨…

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2024年3月25日
0057
计算顶刊

【DFT+实验】JACS：Re-bpy/PTF(Cu)协同催化CO2制备C2H4

光催化将CO2转化为C2+产物（乙烯等）是实现碳中性目标的一条有希望的途径，但由于CO2的高激活障碍和许多可能的多电子转移产物的相似还原潜力，这仍是一个巨大的挑战。基于此，中科院…

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2024年3月25日
0046
计算顶刊

【DFT+多尺度模拟】双光子激发的聚集诱导室温磷光材料的理论研究及设计策略

英文原题：Research and Design of Aggregation-Induced Phosphorescent Materials for Time-Resolved…

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2024年3月25日
0038
计算顶刊

【DFT+实验】Nature子刊：介孔Pt@Pt- skin Pt3Ni CSFWs实现高效ORR

设计具有可控组成和形貌的铂（Pt）基纳米结构，对于提高其电催化活性很有必要。基于此，武汉理工大学刘勇教授和复旦大学赵东元院士等人报道了一种具有各向异性的介孔Pt@Pt- skin …

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2024年3月25日
0031
计算顶刊

【DFT+实验】Nano-Micro Lett.：3DIO FCSe-QDs@NC助力高性能Li-S全电池

锂-硫（Li-S）电池的商业可行性仍受到硫正极上的多硫化锂（LiPSs）穿梭效应和Li负极上的Li枝晶生长的挑战。基于此，厦门大学谢清水副教授、彭栋梁教授和王来森助理教授等人报道…

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2024年3月25日
0023
计算顶刊

【DFT+实验】AFM：CoPc/Mg(OH)2/NC助力CO2还原

酞菁钴（CoPc）作为一种固定在多相载体上的CO2还原反应（CO2RR）电催化剂备受关注，但分子与底物之间的相互作用仍有待澄清和优化，以最大限度地提高反应动力学。基于此，苏州大学…

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2024年3月25日
0033
计算顶刊

【DFT+实验】Adv. Sci.：Ir-CoO/Al2O3实现高效持久的CO2制取甲烷

目前，光热催化CO2加氢是广泛研究的最有前途的方法之一，在温和条件下CO2转化为增值化学品，但是实现理想的转换效率和目标产品选择性仍然具有挑战性。基于此，山东大学王凤龙教授和中科…

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2024年3月25日
0049
计算顶刊

【DFT+实验】ACS Catalysis：Ni-MgCr2O4尖晶石助力乙酸的自热重整

自热重整（ATR）是一种生物质乙酸（CH3COOH, HAc）制氢的有效途径，其中镍（Ni）基催化剂因其高活性而成为ATR的理想催化剂，但结焦的形成阻碍了其实际应用。基于此，北京…

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2024年3月25日
0021
计算顶刊

【DFT+实验】Small：通过Co@Co3O4电荷供给优化d轨道电子结构以提高氧电催化性能

锌-空气电池(ZABs)具有理论能量密度高、成本低和环境友好等优点，被认为是解决严重能源危机和污染问题的有前途的可再生能源储存和转化装置。由于空气阴极中可逆氧还原/析氧反应(ORR…

计算搬砖工程师
2024年3月24日
0029
计算顶刊

【DFT+实验】Angew.：1O2-N/C助力高效ORR

在氮（N）掺杂剂附近定向构建碳缺陷是提高氮掺杂碳对氧还原反应（ORR）电催化活性的一种有趣但具有挑战性的方法。基于此，中南大学何震教授和刘素琴教授等人报道了一种新的位点特异性蚀刻…

计算搬砖工程师
2024年3月24日
0028
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加州大学伯克利分校Nature Materials：锂电池聚合物电解质中的纳秒溶剂化动力学

溶剂化动力学严重影响电荷传输。光谱实验和计算机模拟表明，在水系统中的动力学通常发生在皮秒时间尺度上。然而，在有机电解质的情况下，目前已经报道了从1到几百皮秒的相互矛盾的数值。在此…

Jenny（小琦）
2024年3月24日
0022
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华科孙永明EES：材料-电解质界面相互作用形成富无机SEI用于快充硅基锂离子电池

高稳定性和高Li+导电性的固态电解质界面（SEI）对于具有高能量密度和优异快充能力的硅基锂离子电池是非常必要的。在此，华中科技大学孙永明团队提出通过调节电解质组分和负极表面之间的…

Jenny（小琦）
2024年3月24日
0065
顶刊解读

安大鹿可Angew：高能全固态Na-S电池的准固态硫转化

高能量密度（1274 Wh kg-1）和高安全性使全固态Na-S电池在储能系统中具有广阔的应用前景。然而，不可控的固-液-固多相转化及其相关的缓慢多硫化物氧化还原动力学对调整实际N…

Jenny（小琦）
2024年3月24日
0048
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中科大朱永春EES：界面双电层H2O平衡实现高可逆锌金属电池

尽管在锌/电解质界面构建贫水双电层（EDL）取代初始富水双电层已被用于实现水系锌离子电池中高度可逆的锌负极，但其根本功能机制仍缺乏研究。在此，中国科学技术大学朱永春团队构建了一系…

Jenny（小琦）
2024年3月24日
0044
顶刊解读

电池顶刊集锦：王大伟、余桂华、侴术雷、李驰麟、逯乐慧、于奕、陆俊等成果！

1. ACS Energy Letters：离子导电聚合物稳定正极-电解质界面实现准固态双离子电池准固态双离子电池(QSS-DIBs)是清洁脱碳技术的新兴部分，可以使用无金属阴离…

Jenny（小琦）
2024年3月24日
0084
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三单位联合AFM：4.3 wt%的超低硅热还原掺杂多孔Si@Moc用作锂离子电池负极

硅具有超高的理论容量，是锂离子电池（LIB）中一种前景广阔的负极材料；然而，硅的体积膨胀大、电导率低，会导致容量下降且稳定性差，进而限制了其实际应用。在此，陕西科技大学黄文欢、张…

Jenny（小琦）
2024年3月23日
0044
顶刊解读

浙大范修林Chem：基于动态屏蔽带电界面实现高电压锂电池

高压锂金属电池的高能量密度吸引了众多的关注，但由于其高反应性的锂金属负极和高电压下正极的强催化效应，其发展受到了严重限制。尽管众多电解液策略已经能够有效地增强锂金属负极侧的库仑效率…

Jenny（小琦）
2024年3月23日
0050
计算顶刊

【DFT+多物理场+实验】妙！清华大学Nature子刊：简单热处理一下，电催化性能创记录！

研究背景近十年来，电催化科学的进步促进了许多相关研究领域的发展，包括H2/O2演化、CO2还原、燃料电池和反应膜。在这些领域中，一个引起广泛关注的中心问题是开发强大而高效的催化剂…

计算搬砖工程师
2024年3月23日
0040

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