顶刊解读

电池顶刊

上交/苏州纳米所EnSM：双功能自组装分子层实现稳定富镍正极

富含镍的层状氧化物（LiNixCoyMnzO2，x≥0.8，x+y+z=1）与镍含量较低的类似物相比，具有更高的比容量，因此是制造高能量密度电池的理想正极材料。然而，高镍含量也带来…

科研小搬砖
2023年12月8日
0048
电池顶刊

南洋理工范红金教授，最新AEM！

研究背景在各种类型的水系锌离子电池中，碘阴极具有较高的理论比容量，合适的反应电位，良好的可逆性以及氧化还原动力学更快等优点。然而其实际应用却受到可溶性多碘化物固有的穿梭效应的阻碍…

科研小搬砖
2023年12月8日
0047
计算顶刊

【纯计算】Surf. Interfaces：镍与过渡金属氮氧化氢电氧化界面结构的设计

研究背景碱性交换膜燃料电池受到阳极氢氧化反应（HOR）动力学缓慢的阻碍。近年来，异质结构催化剂在调整电子结构以促进催化性能方面显示出了巨大的潜力。考虑到Ni与TMNs的异质化具有…

计算搬砖工程师
2023年12月8日
0052
计算顶刊

【DFT+实验】上硅所黄富强最新AEM：钠电快充新进展！

钠离子电池（SIBs）由于其天然的丰富性和低成本的钠资源，一直被视为锂离子电池的有效替代品。铋（Bi）由于其较高的体积容量和中等的反应电位，是一种很有前途的钠离子电池阳极。然而，铋…

计算搬砖工程师
2023年12月8日
0060
计算顶刊

【DFT+实验】AFM：利用V提高CuCoNiFeMn高熵合金的全解水性能

通过电解水制氢是一种有潜力的方法，因为它不仅可以在20~25℃的环境温度下工作，其还具有高法拉第效率，产生的副产物还对环境没有危害。然而，贵金属(如Pt)是目前最优异的析氢反应(H…

计算搬砖工程师
2023年12月8日
0044
计算顶刊

【DFT+实验】崔屹团队最新成果：一种高性能新型固态电解质的综合研究

引言锂金属电池（LMB）代表了当今研究最广泛的电化学储能技术之一，因为锂金属负极的高比容量（∼3860 mAh/g）可以显著提高能量密度。与由于有机溶剂的挥发性和易燃性而存在安全…

计算搬砖工程师
2023年12月8日
0046
计算顶刊

浙大开发DeepSorption：专家知识共学习的晶态多孔材料吸附性能深度学习框架

编辑 | ScienceAI 近日，浙江大学杭州国际科创中心生物与分子智造研究院邢华斌教授团队和陈华钧教授团队瞄准多孔吸附剂材料的精准智造，开发出专家知识共学习的晶态多孔材料吸附性…

计算搬砖工程师
2023年12月8日
0063
计算顶刊

【计算深度解读】华科JPCC：DFT计算+高通量筛选30种单原子，探究催化活性与选择性！

氨（NH3）对人类的生存与发展至关重要，因为它不仅是氮肥的主要原料，还由于其高含氢量可以作为一种有潜力的能量载体。目前工业上合成氨常用的是Haber−Bosch方法，但是由于N2非…

计算搬砖工程师
2023年12月8日
02159
计算顶刊

【深度解读】清华Int. J. Hydrogen Energy：DFT计算和微动力学模拟，计算与筛选高效电催化剂

电化学一氧化氮（NO）还原反应（NORR）不仅可以消除有害污染物，还可以在温和条件下通过绿色途径实现氨的合成。然而，目前电催化剂的活性和法拉第效率仍然不适合商业应用，并且对其机理的…

计算搬砖工程师
2023年12月8日
0039
计算顶刊

【计算论文解读】Surf. Interfaces：DFT计算12种不同气体分子吸附特性，阐明电子性质及其传感机制

研究背景气体传感器已广泛应用于有毒、可燃、爆炸性气体分子检测领域，而开发用于监测空气中有毒气体的优良传感材料对环境监测和工业排放评估具有重要意义。近日，江西理工大学Xiong …

计算搬砖工程师
2023年12月8日
0094

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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