顶刊解读

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复旦余学斌AFM：铜和钴纳米颗粒实现铝硫电池高度稳定性和快速的动力学

铝硫（Al-S）电池因其高能量和安全性而被视为前景广阔的储能设备。然而，铝-硫电池中 S ↔ Al2S3 反应动力学缓慢、寿命短等问题限制了其实际应用。在此，复旦大学余学斌团队通…

2023年12月20日
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中南/南大EES: 选择性刻蚀高活性 (002) Zn 面可实现高效水系锌金属电池

锌金属水溶液电池（AZMB）具有安全性高、容量大、环保、价格低廉等优点，在未来全球电气化进程中具有广阔的应用前景。然而，锌（Zn）在水溶液电解质中的高反应活性会导致枝晶生长、水引发…

2023年12月20日
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Nature Energy：硼酸盐-吡喃贫电解质锂金属电池

设计用于锂金属电极的液态电解质已用于控制锂金属电池（LMB）中锂沉积的形态。然而，锂腐蚀问题仍未得到解决，阻碍了实际LMB的贫电解液的设计。在此，韩国科学技术院Hee-Tak K…

2023年12月20日
计算顶刊

【计算论文解读】PCCP：用于碱性HER的BC2N单层负载的单原子催化剂

碱性电解水中的析氢反应（HER）动力学缓慢，调控催化剂的H*和OH*的吸附/解吸能力是提高HER活性的有效方法，然而依靠单一活性位点难以实现。有鉴于此，中国石油大学（华东）赵联明…

2023年12月20日
计算顶刊

【计算解读】哈工大PCCP：CASTEP计算二维半导体材料的电子和光学性质

研究背景自石墨烯成功制备以来，各类新型二维材料凭借优异的光学、电学及力学性能备受研究者热爱。TMDs良好的半导体窄带隙在光电催化方面有着极大地应用潜力，近期TMC（三元硫系化合物…

2023年12月20日
计算顶刊

【MS计算解读】Dmol3+CASTEP系统研究用于ORR的P区M-N-C催化剂

燃料电池和金属空气电池的总体性能受到阴极氧还原反应（ORR）的缓慢动力学的影响。因此，开发高效率和低成本的ORR电催化剂是实现这些环保能源转换装置大规模商业化的关键。过渡金属-氮…

2023年12月20日
计算顶刊

【MS计算解读】Dmol3计算用于NO2气体敏感性的过渡金属二硫化物

气体传感器广泛用于有毒气体监测和空气质量测试，现在工业应用中对用于监测氮氧化物（NO和NO2）的气体传感器的需求越来越大。对于氮氧化物（NO2）的检测，需要找到一种容易制造、低成本…

2023年12月20日
计算顶刊

【MS论文解读】Appl. Surf. Sci.：碱金属和碱土金属（Rb、Cs、Ba）对石墨烯吸附和迁移的第一性原理研究

研究背景石墨烯凭借良好的导电率及化学活性，作为电极材料方面有着极大的优势。碱金属的吸附对改善石墨烯的电学性能和结构起着关键作用。中国科学技术大学、中国科学院合肥物质科学研究院郁…

2023年12月20日
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EES后再发PNAS，电池加“酒”，性能暴走！

成果简介锌-硝酸盐电池可以将供能、电合成氨和污水处理集成到一个电化学装置中。然而，目前的锌-硝酸盐电池仍然存在能量密度有限和可充电性差的问题。香港城市大学范战西，香港理工大学朱…

2023年12月19日
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国科大刘向峰Angew：实现石榴石基固态电池中富锂氧化物正极的高容量和高稳定性

基于富锂锰基氧化物（LRMO）正极的固态电池（SSB）因其高能量密度和高安全性而备受关注。但界面不稳定和电化学性能低下严重阻碍了它们的发展。在此，中国科学院大学刘向峰团队设计了一…

2023年12月19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