顶刊解读

电池顶刊

湖大/帝国理工Nature子刊：安时级软包钾离子混合电容器实现6分钟快速充电

安培-小时(Ah)规模的电化学储能设备的极快充电目标是充电时间少于10分钟，以促进广泛采用。然而，由于其固有的反应机理和高电流密度下的安全隐患，这一指标在传统的锂离子电池中很难实现…

科研小搬砖
2023年10月25日
0058
电池顶刊

周光敏Nature Catalysis：机器学习辅助设计二元描述符，破译硫反应动力学的电子和结构效应

向锂硫电池中引入高活性催化剂，例如过渡金属化合物（TMC），已被证明是提高反应动力学的有效策略。TMC的金属中心具有部分填充的d轨道，被认为是催化反应的活性中心，其与多硫化锂中硫p…

科研小搬砖
2023年10月25日
0041
电池顶刊

Nature Materials重磅：聚合物序列实现高性能固态锂电池

传统的聚合物电解质在室温下的离子导电性远低于液体和陶瓷电解质，限制了它们在电池中的实际应用。在此，复旦大学陈茂教授，昆山杜克大学林欣蓉副教授和马萨诸塞理工学院Yang Shao-…

科研小搬砖
2023年10月25日
0016
电池顶刊

大佬双剑合璧！ Michael Grätzel和Edward H. Sargent联手发Nature！

与正常结构的太阳能电池相比，倒置钙钛矿太阳能电池(PSCs)有望提高运行稳定性。为了进一步提高效率，将有效的光管理与低界面损耗相结合是至关重要的。在此，来自瑞士洛桑联邦理工学院…

科研小搬砖
2023年10月25日
0078
顶刊解读

上交张万斌团队Angew：Pd/Cu/Li三元体系助力合成氟化氨基酸！

氟化氨基酸和相关肽/蛋白质在医药和农业化合物中得到了广泛的应用，但以对映选择性的方式将C-F键引入氨基酸的策略仍然有限，并且没有这种不对称催化策略的报道。基于此，上海交通大学张万…

Gloria
2023年10月25日
0036
南开陈军院士最新Angew: 多光谱表征揭示准固态聚合物电解质离子导电机理

由锂盐、聚合物基体和溶剂组成的准固态聚合物电解质（QPE）有利于提高电池的安全性和能量密度。然而，离子传导机制、溶剂分子的存在形式以及QPE不同组分之间的相互作用仍不清楚。在此，…

科研小搬砖
电池顶刊 2023年10月25日
0029
顶刊解读

他，发表第90篇Angew！这个分子，突破尺寸上限！

成果简介杂原子掺杂的多环并苯(PAs)由于其具有独特的物理性质和化学稳定性，近年来引起了人们的广泛关注。然而，沿着PAs之字形边缘精确地引入硼原子(B)仍然具有挑战性，主要是缺乏…

Gloria
2023年10月25日
0022
顶刊解读

清华李亚栋院士/彭卿团队，最新Angew！

成果简介光催化有机功能化反应是一种绿色、经济、可持续的高附加值化学品合成途径，但是对比氧活化形成相关含氧化合物，多相光催化在直接活化氨分子（NH3）以生产高附加值含氮有机产物方面…

Gloria
2023年10月25日
0039
计算顶刊

【DFT+AI+催化】ACS AMI：机器学习预测的两层材料二维横向异质结构界面增强氢演化性能

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！研究背景可持续制氢需要经济有效的催化剂，低维界面工…

计算搬砖工程师
2023年10月25日
0021
计算顶刊

【纯计算】Nano Letters：四面体半导体及其功能导数的设计原理：阳离子稳定带电团簇网络

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！研究背景II–VI族和III–V族的胶体量子点（Q…

计算搬砖工程师
2023年10月25日
0041
计算顶刊

【机器学习】npj. Comput. Mater.：加速材料设计的生成式平台——GT4SD，推动科学发现！

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！随着各个科学领域数据的可用性不断增加，生成模型在加…

计算搬砖工程师
2023年10月25日
0028
计算顶刊

【AI+计算+材料】北航ACS AMI：机器学习扩展过渡金属硼化物家族！

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！研究背景层状三元过渡金属硼化物（MABs）由于独…

计算搬砖工程师
2023年10月25日
0018
计算顶刊

【计算+实验】Angew.：面调控策略！CdSh/l助力光催化水分解

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！在光催化水（H2O）整体分解中，载流子转移的加速动…

计算搬砖工程师
2023年10月25日
0016
计算顶刊

【DFT+AI+催化】ACS AMI：机器学习预测的两层材料二维横向异质结构界面增强氢演化性能

【做计算找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！研究背景可持续制氢需要经济有效的催化剂，低维界面工…

计算搬砖工程师
2023年10月25日
0045
顶刊解读

Nature重磅：千呼万唤始出来，25.2%最高世界纪录！

2019年8月，美国国家可再生能源实验室(NREL)更新了Best Research-Cell Efficiency Chart，钙钛矿太阳能电池的效率再创新高，达到25.2%，这…

Gloria
2023年10月24日
0038
科研话题

Nature：实验室通向健康与快乐的七个步骤

来源丨刘进平科学网博客 Happy scientists make better scientists.Credit: Getty 在我的科学生涯中，我遇到过一些PI (princ…

Gloria
2023年10月24日
0015
科研话题

Nature Energy 创刊五周年，他们采访了这些初入职场的青年教师

Nature Energy创刊于2016年，到2021年1月正好创刊五周年。在最新Nature Energy五周年专刊中，编辑们回顾了过去五年的发展。并采访了那些在过去五年里开始了…

Gloria
2023年10月24日
0033
顶刊解读

强强联手！2020年斯坦福大学鲍哲南、崔屹共同做了这些工作！

教授简介鲍哲南，斯坦福大学化学工程系教授，化学工程系主任，美国工程院院士，AAAS、ACS、MRS、SPIE、ACS POLY和ACS PMSE会士。1987年考入南京大学化学系…

Gloria
2023年10月24日
00109
顶刊解读

创纪录！王春生教授团队：迄今为止LGPS固态电解质最高的临界电流密度

成果简介固态Li10GeP2S12（LGPS）电解质具有高离子电导率并且与硫正极兼容。然而，LGPS对Li不稳定以及锂枝晶的生长问题尚未解决，因此限制了其在锂硫电池中的应用。近日…

Gloria
2023年10月24日
00112
顶刊解读

实验与发表间隔4年，锂电诺奖得主讲述45年前Science背后的故事！

2019年，诺贝尔化学奖授予美国得州大学奥斯汀分校John B Goodenough教授、纽约州立大学宾汉姆顿分校M. Stanley Whittingham教授和日本化学家Aki…

Gloria
2023年10月24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