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三院院士！Alexis T. Bell团队最新Nature Energy

通讯作者介绍 Alexis T. Bell教授，现任加州大学伯克利分校化工系Dow Professor of Sustainable Chemistry，劳伦斯伯克利国家实验室Fa…

科研小搬砖
2023年10月15日
0039
电池顶刊

Matter: 用于稳定锂金属负极的超薄两性离子聚合物界面

锂金属是用于下一代储能系统有前景的电池负极材料，但由于其倾向于形成非平面、苔藓状电沉积物（松散地称为枝晶）而受到限制。由于锂的高度还原性，固体电解质中间相（SEI）不可避免地在电极…

科研小搬砖
2023年10月15日
0027
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Nature Energy：压力定制的锂沉积和溶解实现高性能锂金属电池

锂（Li）的无规则增长是可充锂金属电池库仑效率低、循环寿命短和安全隐患的主要原因。旨在获得大颗粒锂沉积物的策略已被广泛探索，但实现理想的锂沉积物仍然是一个挑战，这种锂沉积物由无缝堆…

科研小搬砖
2023年10月15日
0040
电池顶刊

孙学良院士/贺艳兵AM：电子和离子共导电催化剂实现多硫化锂的瞬时转化

锂硫（Li-S）电池中的大多数催化剂都表现出低电导率，多硫化锂（LiPSs）必须扩散到碳材料的表面才能实现转化反应。在Li-S电池中实现LiPSs向Li2S的瞬时转化以抑制LiPS…

科研小搬砖
2023年10月15日
0016
顶刊解读

Angew：光诱导电子转移（PIET）策略助力MOF中C2H2选择性吸附CO2

二氧化碳（CO2）和乙炔（C2H2）在尺寸、形状和物理性质上的相似性使得C2H2生产过程中从产品中分离出主要杂质CO2成为一个巨大的挑战。虽然多孔材料的使用可以取代溶剂萃取、低温蒸…

Gloria
2023年10月15日
0020
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王岩Joule：颠覆！再生正极材料优于市售同类产品

废旧锂离子电池的回收利用对于缓解原材料短缺和环境问题具有重要作用。然而，再生材料被视为次于商业材料，这妨碍了该行业在新电池中采用再生材料。美国伍斯特理工学院王岩等通过各种工业级试…

科研小搬砖
2023年10月15日
0020
电池顶刊

支春义Angew：用于水系锌离子电池的拓扑半金属Co3Sn2S2正极

具有高电导率和接近费米能级的合适载流子密度的拓扑半金属因其受拓扑保护的表面状态而成为电化学储能的诱人候选材料。香港城市大学支春义等报道了一种用于水系锌离子电池(AZIBs)的拓扑…

科研小搬砖
2023年10月15日
0015
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北理吴川/白莹/王欣然AFM：具有高电压耐受性和高离子导电性的新型聚合物电解质

具有足够离子传导性、宽电压窗口、柔性-刚性界面和易于加工的固态电解质（SSE）是高能量固态锂金属电池发展的决定性因素。由于低密度和界面相容性，聚醚 SSE已经研究了几十年，但仍然受…

科研小搬砖
2023年10月15日
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张强/马维刚ACS Nano：锂离子电池二维材料的可用性识别框架和高通量筛选

二维（2D）材料由于其固有的离子通道和丰富的离子位点，在高性能锂离子电池材料中显示出巨大的优势。不幸的是，很少有2D 材料同时拥有满足复杂场景所需的所有属性，因此很有必要丰富锂离子…

科研小搬砖
2023年10月15日
0029
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祝红丽AM：用于高能全固态电池的超薄和高离子导电硫化物膜

目前全固态锂电池 (ASLB) 中使用的硫化物固态电解质 (SE) 膜具有高厚度 (0.5~1.0 mm) 和低离子电导 (< 25 mS)，这限制了电池级能量和功率密度。 …

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2023年10月15日
0050

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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