顶刊解读

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牛津ACS Energy Letters：Pb-PbF2 对电极和稀释液体电解质改进氟离子电池

氟化物离子电池（FIB）因其高理论能量密度和丰富的资源成为有前途的储能技术。然而，通常用于测试液体电解质 FIB 的浸没电池严重影响了整体性能，并妨碍了不同研究之间的可比性，从而阻…

2024年1月17日
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孙学良院士，最新Nature子刊！

成果简介金属卤化物固态电解质因其离子电导率高、电化学稳定窗口宽、与氧化物正极材料相容性好而受到广泛关注。高离子导电性卤化物电解质的探索正在积极进行。因此，了解成分和晶体结构之间的…

2024年1月17日
计算顶刊

助力碳纳米材料研究，上海交大团队开发数据驱动的主动学习框架，以最少的人力生成机器学习势

将 ScienceAI 设为星标第一时间掌握新鲜的 AI for Science 资讯编辑 | X 碳纳米材料的可控合成，比如单晶、大面积石墨烯…

2024年1月16日
计算顶刊

【DFT+实验】夏永姚最新AM：石榴石电解质的固体界面！

背景介绍固态电解质（SSEs）由于在开发具有高能量密度和突出安全性的二次电池方面的优势而引起了广泛的兴趣。石榴石型SSE具有高离子电导率和在现有SSE中最低的还原电势，是实现高性…

2024年1月16日
计算顶刊

【DFT+实验】TiO₂纳米纤维负载的铜纳米颗粒催化剂在温和条件下高效转化甲烷为C1含氧化合物

背景介绍甲烷储量巨大，广泛存在于天然气、页岩气和可燃冰等矿产资源中。甲烷被视为未来能源和化工生产中有前途的原料。在工业上通过间接途径转化为碳氢化合物，例如甲烷的氧化偶联和直接脱氢…

2024年1月16日
计算顶刊

砂纸+机器学习=更好的 X 射线图像，香港城市大学团队用砂纸扰乱 X 射线束加速化学成像

要制造更好的电池，你可以从改进内部材料开始。研究人员通常首先使用同步加速器发出的高能 X 射线检查新材料和化学品。但这是一个缓慢而乏味的过程。最近出现了一种令人惊讶的加速方法——砂…

2024年1月16日
计算顶刊

【纯计算】JACS：用多级量子力学/分子动力学模拟探讨水溶液中Mg和Ca离子的pH依赖脱水动力学

成果简介水性钙和镁阳离子的脱水是化学和生物现象中的基本过程，例如形成离子固体或穿过离子通道。而Ca2+和Mg2+脱水是碳捕获过程中的关键步骤，该过程旨在通过溶剂化Ca2+和Mg2…

2024年1月16日
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电池大牛王春生，今年第二篇Nature Energy! 锂金属电池再登顶刊！

成果简介固体聚合物作为电解质具有很大潜力，但存在一些限制，如无法同时实现高离子电导率、良好的机械强度和与高电压阴极的兼容性，以及抑制锂枝晶的能力。在此，马里兰大学王春生教授、Sr…

2024年1月16日
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吉大郑伟涛/邓霆Adv. Sci.：解耦设计实现高能量可充水系锌-石墨电池

寻找具有高起始电位且与电解液兼容的新型阴极化学物质已成为水系锌离子电池面临的一项挑战。石墨中的阴离子嵌入（4.5 V vs Li+/Li）具有潜力，但通常与水溶液中的析氧反应（OE…

2024年1月16日
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Nano Letters：氧空位增强了水系铝-锰电池的质子嵌入动力学

铝离子电池因其优越的电化学性能、低成本、高安全性而受到广泛关注。为了解决电池性能的限制，探索新型正极材料并了解其反应机理具有重要意义。在众多候选材料中，多种结构和价态使锰基氧化物成…

2024年1月16日

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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