化学科学 第2页

封面文章:无机胶态电解质助力更好的锌离子电池

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NMSCI 发布于 2022-06-25

锂离子电池是目前最成功的二次电池系统,广泛应用在便携式电子设备和新能源汽车等领域,然而有限的锂资源、易燃有毒的有机电解质造成的安全隐患和高成本等问题限制了其在规模储能领域的应用。目前,锌离子电池凭借成本低,环保和固有的安全性使其在规模储能领域凸显优势。然而,锌负极的枝晶生长,腐蚀...

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张久俊院士等:钙钛矿型人工SEI膜调控界面电场提高锌离子电池性能

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NMSCI 发布于 2022-06-25

相比于传统的有机系锂离子电池,水系锌离子电池具有安全性高、成本低、能量密度高等优点,被认为是下一代可再生安全的能源储存系统,在可穿戴设备及大规模储能等领域具有广阔的应用前景。但是水系锌离子电池的实际应用受到锌负极枝晶生长等问题的制约。锌枝晶的产生大大限制了锌负极的可逆性,所以需要...

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NML综述 | 高性能锌金属负极的界面工程策略

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NMSCI 发布于 2022-06-25

可充电水系电池作为一类绿色储能体系因其成本低、安全性高、耐久性好等优点备受关注,面向不同领域具有广阔的应用前景。金属锌作为水系锌电池常用的负极材料在充放电过程中会不可避免地出现枝晶、腐蚀、钝化、析氢等问题,对电池运行产生严重影响。因此,通过金属锌的界面工程进行有效调控在提升电池整...

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清华大学徐成俊等:MOF材料“一箭双雕”改性水系锌离子电池

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NMSCI 发布于 2022-06-24

可充电水系锌离子电池因具有安全环保、成本低廉等优势而成为近些年电化学储能领域的研究热点。然而,目前水系锌离子电池的发展面临着两个突出问题:一是正极材料问题,锰基材料通常表现出较差的循环稳定性、钒基材料具有毒性、而普鲁士蓝的比容量则较低;二是锌负极问题,直接采用锌箔负极容易引起锌枝...

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澳大利亚张山青教授等:有机添加剂解决水系锌负极的枝晶等问题

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NMSCI 发布于 2022-06-24

水系锌离子电池(ZIBs)电化学性能优良、成本低廉、安全环保,在大规模能源存储和智能电网等领域展现出广阔的应用前景。然而,水系锌离子电池的循环稳定性取决于锌负极的电化学可逆性,锌负极的电化学可逆性通常会因其腐蚀和锌枝晶而恶化。 Cyclohexanedodecol-Assiste...

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加拿大孙书会院士和广东工大施志聪教授:异质结界面工程提高水分解活性与稳定性

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NMSCI 发布于 2022-06-22

近年来,化石燃料的大量消耗引发了环境污染和能源危机。因此,开发可再生能源(如氢能)备受关注。其中,由阴极氢进化反应(HER)和阳极氧进化反应(OER)组成的电化学水裂解代表了一种理想的商业化技术。尽管Pt基和Ir/Ru基材料被认为是最先进的HER和OER的电催化剂,但高成本和稀缺...

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麦立强、彭栋梁等:高性能赝电容-电池混合型钠离子电容器

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NMSCI 发布于 2022-06-20

钠资源广泛、成本低,为此基于钠离子的储能器件具有广阔的应用前景。然而,钠离子的半径较大,会导致扩散动力学缓慢,难以满足在高功率储能领域需求。基于赝电容反应的电极材料具有同电池型材料一样的高比容量,又具有电容器材料般的高倍率。钒酸铁材料自然储量丰富,成本低,钒和铁均可作为氧化还原活...

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超高密度Co-Fe电磁耦合:增强海绵状碳材料的吸波特性

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NMSCI 发布于 2022-06-20

随着电子信息技术的快速发展,大量依靠电磁波(EWs)作为信息载体的大功率、高速的电子元器件和设备得到了广泛的应用。尽管这些设备极大的促进了我们的科技及生活,但是它们也为我们的生活及工作环境带来了严重的辐射。因此,开发高性能的电磁吸收和屏蔽材料作为研究热点,在民用和军事领域展示出了...

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MXene基仿生电子皮肤,可用于数字化和可视化双通道传感

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NMSCI 发布于 2022-06-15

作为柔性传感器网络,电子皮肤(e-skin)正成为人机界面、生物集成设备和个性化医疗的重要交互媒介。MXenes是一种新型的二维纳米材料,具有优异的导电性和亲水性,在下一代电子皮肤传感器中显示出巨大的潜力。然而,目前基于MXene电子皮肤的研究主要集中在单一的电传感模式上,而对视...

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MXene基仿生电子皮肤,可用于数字化和可视化双通道传感

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NMSCI 发布于 2022-05-28

作为柔性传感器网络,电子皮肤(e-skin)正成为人机界面、生物集成设备和个性化医疗的重要交互媒介。MXenes是一种新型的二维纳米材料,具有优异的导电性和亲水性,在下一代电子皮肤传感器中显示出巨大的潜力。然而,目前基于MXene电子皮肤的研究主要集中在单一的电传感模式上,而对视...

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仿生纳米酶的活性调控及肿瘤光催化治疗

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NMSCI 发布于 2022-05-28

自然界中,蛋白结构动态变化介导的催化活性调控在天然酶的生物学功能中发挥着重要作用。然而,迄今为止,如何仿生设计合成人工纳米酶以实现基于时空结构的催化活性调控尚缺乏研究。本研究从原子层面的设计和材料构建角度提供了一种通过光介导的亚纳米结构转变来精确调控纳米酶的催化活性的方法。该纳米...

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韩礼元教授等:异质吸光层内建电场调控实现高效无铅钙钛矿太阳能电池

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NMSCI 发布于 2022-05-16

近年来,无铅锡基钙钛矿太阳能电池因其光电效率的飞速提升被认为是一种高效且环保的光伏技术。本文通过路易斯碱诱导重结晶的方法制备了一种具有Sn²⁺梯度结构的甲脒锡碘(FASnI₃)钙钛矿来提升吸光层内部的电场强度,从而有效降低了钙钛矿电池内部的载流子非辐射复合并提高了电荷提取效率。最...

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韩国JH.Choy院士:二维单原子层g-C₃N₄增强光电催化转化效率

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NMSCI 发布于 2022-05-16

二维材料一直是凝聚态化学和物理学重要的科学研究领域,包括各种金属、绝缘体和半导体二维材料,如石墨烯、h-氮化硼 (h-BN)、过渡金属氧化物 (TMO) 和过渡金属二硫属化物 (TMD)等。近年来,光催化剂和电催化剂因其在光电化学电池与燃料电池等可再生能源技术中的关键作用而备受关...

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六方氮化硼上生长碲纳米带及其在超高迁移率p型晶体管中的应用

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NMSCI 发布于 2022-05-16

范德华层状材料由于表面不存在悬挂键及其优越的电学特性,在制造下一代先进的单片集成电路方面具有很好的应用前景。互补金属氧化物半导体(CMOS)作为单片集成电路中的基本单元,是最重要的架构之一,p型场效应晶体管(FET)和n型FET的开发具有举足轻重的研究价值。目前已有许多二维半导体...

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芳纶@MXene同轴电磁屏蔽纤维:高强、高韧、耐极端环境

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NMSCI 发布于 2022-05-16

随着可穿戴电子器件的发展,导电、高强和耐极端环境的纤维具有重要研究价值。过渡金属碳/氮化物(MXene)同时具有高导电和亲水特性,相比于传统碳纳米材料更适于制备导电纤维。但是影响MXene基导电纤维发展的关键问题在于MXene悬浮液的可纺性差以及纤维的力学性能低。同时,MXene...

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飞秒激光构建图案化和可控浸润性表面并用于液滴操纵

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NMSCI 发布于 2022-05-16

近年来,具有可控的微纳米结构和浸润性多功能表面在液滴操纵领域展现出巨大的应用潜力。受大自然中动植物表面特殊浸润性结构的启发,人们已经发展出多种方法来制备超浸润表面。目前飞秒激光微加工技术可在多种基底上精确构筑微纳米结构,已成功用于调控固体材料表面的浸润性。相比于传统激光,飞秒激光...

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可降解、超强度、能水洗的导电纤维及其摩擦纳米发电机

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NMSCI 发布于 2022-05-16

随着社会的发展和人类对健康的重视,开发研究智能织物对人体运动状态进行实时的监测及可穿戴电子设备供能具有重要的意义,将引领人们的生活方式走向更加功能化、信息化、人性化和智能化。近日,华中科技大学杨光教授团队与北京纳米能源所王中林院士、孙其君研究员团队以可再生的细菌纤维素(BC)为基...

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