顶刊解读

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Edward H. Sargent院士npj.Comput.Mater.: AI+计算+实验！开发可解释的材料设计模型

研究背景面向材料性质预测的机器学习模型以很小的计算成本来得到与密度泛函理论近似的计算结果，这加速了新材料发现的进程。为了弥合理论和实验之间的差距，机器学习的预测结果需要以可解释的…

2024年1月4日
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中科大高敏锐：最新Science子刊！

成果简介要实现质子交换膜(PEM)水电解槽的大规模部署，必须摆脱对铂族金属(PGM)催化剂的大量使用。理想情况下，阴极可以使用碳负载非铂催化剂，但它们在腐蚀性酸性条件下往往缺乏活…

2024年1月4日
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再刷新记录！JMCA副主编卢怡君最新Nature子刊！电解液浓度做到23 M

成果简介在更可持续的电池化学中，水系锌电池正重新受到关注。为了加速这项技术的实际应用，一个有效的策略是使用高盐浓度电解质，以解决关键的技术障碍，尤其是在应对析氢反应和负极一侧的枝…

2024年1月4日
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北理白莹/吴川/李雨AM：具有前所未有的储钠能力的多级梯度有序硅负极

虽然采用晶体硅阳极的钠离子电池具有很高的理论容量，但由于硅储存钠的效果不佳（容量小于40 mAh g-1），因此性能较差。图1. 原子排列对硅阳极的影响北京理工大学白莹、吴川、…

2024年1月4日
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向全军/乔梁/吕康乐：最新Nature子刊！

成果简介由于缺乏合适的表征技术，理解电荷转移动力学和载流子分离途径是一项具有挑战性的工作。基于此，电子科技大学向全军教授、乔梁教授和中南民族大学吕康乐教授（共同通讯作者）等人选择…

2024年1月4日
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北大庞全全Nature子刊：实现超快充电和长寿命熔盐铝电池！

可充电铝电池（RABs）由于其低成本、高空气安全性和高丰度的铝，是一种很有前途的电池体系。然而，基于传统的固-固转换反应的铝电池阴极扩散较慢，反应动力学差，体积变化大，结构退化剧烈…

2024年1月4日
计算顶刊

【DFT+实验】AFM：在Au(001)衬底上通过台阶诱导的析出生长制备大面积PtSe2微米带，用于析氢反应

研究背景 2D材料显示出与块材不同的奇妙物理和化学性质，使它们成为探索基础科学和技术应用的完美候选者。例如，2D过渡金属硫族化合物(TMDs)具有丰富的结构，高载流子迁移率，可调的…

2024年1月3日
计算顶刊

【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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电池顶刊集锦：卢怡君、陈政、余学斌、胡文彬、汤育欣、陈维、麦立强等成果！

1. Energy & Environmental Science：溴化物不易燃电解质用于安全、长寿命钠金属电池钠金属电池(SMBs)由于其丰富的钠含量和高的重量容量而成…

2024年1月3日
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南开李福军Angew：可溶性催化剂诱导Li-O2电池超氧化物歧化反应的新途径

Li-O2电池因理论能量密度高而备受关注，但在放电和充电过程中，超氧化物（O2–）中间体的歧化会导致反应动力学缓慢和电压滞后。图1. 基于RB的O2–的反…

2024年1月3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