材料科学

NMSCI 发布于 2023-03-30

先进的无铅储能陶瓷在下一代脉冲功率电容器市场中扮演着不可或缺的角色。本文通过增加构型熵(称为高熵策略)，在高熵无铅弛豫铁电体中实现了13.8 J cm⁻3的超高储能密度以及82.4%的高效率，与低熵材料相比，储能密度增长了近十倍，并系统地揭示了储能性能和畴结构随构型熵增加的演变。...

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NMSCI 发布于 2023-03-28

锂硫电池（Li-S）具有较高的理论比容量(1675 mAh kg⁻1)和比能量(2600 Wh kg⁻1)，被认为是理想的下一代电化学能源存储设备。然而，锂硫电池的商业化应用仍然面临着诸多挑战。在正极侧，可溶多硫化物(LiPSs)引起的穿梭效应造成活性材料的流失和锂负极的腐蚀；同...

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NMSCI 发布于 2023-03-26

基于太阳能驱动的界面蒸发的海水淡化已成为缓解全球淡水短缺危机的一项有前途的技术。然而，在实际的、被油污染的海水上实现高的脱盐性能仍然是一个关键的挑战，因为目前的太阳能蒸发器的传输通道和蒸发界面很容易被油污堵塞，导致蒸发率和转换效率受到影响。本文提出了一种简单的策略，用于制造基于灵...

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NMSCI 发布于 2023-03-25

非铅无机铜银铋碘(CABI)材料因其具有对环境友好、元素丰度高、成本低等优点受到越来越多的关注。本文首次利用气-固相扩散诱导原子氧化还原反应制备出一系列带隙可调的CuₐAgₘ₁Biₘ₂Iₙ/CuI双层结构的半导体薄膜材料。通过设计和调节溅射Cu/Ag/Bi三种金属薄膜厚度，使Cu...

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NMSCI 发布于 2023-03-22

由于电极/电解质界面处电荷和质量的转移速率有限,金属锌负极的枝晶问题严重制约了锌电池的产业化和大规模应用。为了增强锌金属的可逆性，本文在锌电极表面制备了由缺陷金属有机框架化合物(MOF)纳米粒子(D-UiO-66)和锌盐电解液组成的准固态界面。D-UiO-66中带正电的缺陷通过路...

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NMSCI 发布于 2023-03-20

过渡金属碱式盐 [M2⁺(OH)2-x(Aᵐ⁻)x/m，A=CO₃2⁻，NO₃⁻，F⁻，Cl⁻]含有OH⁻和另一种酸根阴离子，因其优异的电催化析氧反应(OER)活性受到了广泛关注。本文总结了过渡金属碱式盐的最新进展及其在OER和电催化全解水的应用。本文重点介绍了含有CO₃2⁻，N...

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NMSCI 发布于 2023-01-29

水系质子电池因其安全性高、成本低、环境友好和超高的倍率性能被认为是极具潜力的储能体系之一。然而，其存在循环性能差和平均电压低等问题，而低工作电压也极大限制了电池能量密度的提高。在众多优化策略中，先进负极材料的开发至关重要。水系质子电池通常使用酸性电解液，体系中容易出现负极材料发生...

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NMSCI 发布于 2023-01-17

为了实现低碳目标，开发以锂金属为负极的高能量密度电池具有重要研究价值。然而，不可控的锂枝晶生长和体积膨胀存在极大的安全隐患。其中，亲锂的三维骨架设计可以有效缓解锂金属循环过程中的枝晶生长和无限体积膨胀等问题。基于三维骨架设计，我们提出物理形貌限域和化学吸附/扩散调控是实现锂金属均...

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NMSCI 发布于 2023-01-13

开发先进的热界面材料来连接发热芯片和散热器，构建高效的传热通路，是解决大功率半导体器件热管理问题的关键技术。本文结合机械定向和表面改性策略，构建了一个三层结构的热界面材料（TIM），主要包括中间的垂直排列的石墨烯和上下表面的微米厚的液态金属作为帽层。基于中间层合理的石墨烯取向调节...

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NMSCI 发布于 2023-01-12

一、专辑介绍 光伏效应是指利经太阳光照射后材料界面处产生电位差的现象，应用该原理的器件实现了光能到电能的直接转化，是一种绿色清洁的能量转化途径，也是新兴的能量利用手段。光电效应则是经一定频率电磁波照射后材料产生电流的现象，该原理常用于信号检测等领域。高效稳定、灵敏度高是衡量光伏/...

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NMSCI 发布于 2023-01-10

半导体光催化分解纯水产生氢气和氧气被认为是实现太阳能有序转化、助力我国早日完成“双碳目标”的理想途径之一。聚合物氮化碳因其能带结构满足光催化分解水产氢产氧的基本热力学条件，同时兼具前驱体来源丰富、合成方法简单、热稳定性良好、无重金属污染等诸多优点，被视为具有广阔前景的光催化分解水...

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NMSCI 发布于 2023-01-10

一、专辑介绍 人口增长与淡水短缺之间的冲突，已成为二十一世纪最具挑战性的问题之一。据估计，到2025年，生活在缺水地区的人数可能增加到39亿。水资源的利用过程中，有效地开发淡水资源以及工业废水的处理是两个主要的研究课题。高效淡化海水可以实现盐水到淡水资源的转化；去除工业废水排放中...

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NMSCI 发布于 2023-01-09

  钙钛矿太阳能电池（PSC）的稳定性问题一直制约着其大规模的应用，特别是反向偏压稳定性问题亟待解决。本文提出了一种透明导电氧化物和廉价金属相结合的复合电极策略，该策略可以阻断离子的层间扩散和反应，在保证高光电转换效率的同时显著提升钙钛矿太阳能电池的稳定性。结果表明具有...

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NMSCI 发布于 2023-01-03

高效钙钛矿太阳电池的阳极材料的卤素腐蚀性以及高成本制约着该技术的商业化。本文提出原位生成隧穿层策略，利用了卤素迁移在空穴传输材料与阳极界面生成均匀的隧穿层，通过界面偶极子消除肖特基势垒并丰富了阳极的选择，实现了基于多种低功函阳极的高效且稳定的正式器件。最终，基于Cu电极的标准正式...

阅读(151)评论(0)赞 (0)标签：低功函Ag阳极 / 钙钛矿

NMSCI 发布于 2022-12-29

当今世界的许多革命性发现都是受到了大自然的启发。在材料科学领域，自然事物和生物材料的高度有序、多样化和独特的结构吸引了研究人员通过材料化学手段在纳米材料中复制和模仿。从自然界中汲取灵感，设计具有合适取向、高度有序的结构和优异的机械稳定性，同时又能获得较高能量和功率密度的纳米材料，...

阅读(152)评论(0)赞 (0)标签：仿生纳米结构 / 研究进展 / 超级电容器

NMSCI 发布于 2022-12-27

电动汽车和大规模智能电网的快速发展，对二次电池的能量密度和循环寿命提出了更高的要求。锂-硫电池因其高的理论比能量(1675 mAh g⁻¹)和能量密度(2600 Wh kg⁻¹)而受到人们的广泛关注。除此之外，单质硫的低毒性、储量丰富和低成本等优点使得锂-硫电池具有广阔的商业化应...

阅读(202)评论(0)赞 (0)标签：氮化碳材料 / 锂-硫电池

NMSCI 发布于 2022-12-26

膜材料是膜技术的“芯片”，直接关系到膜在分离过程中的选择性、渗透通量和稳定性。近年来，研究者们相继开发出界面聚合、溶剂热合成、非溶剂诱导相分离等方法，用于膜的制备与结构调控。然而，这些方法普遍使用有机溶剂以创造油-水界面或溶解单体等。因此，膜制备技术绿色化、低碳化的重要发展方向为...

阅读(116)评论(0)赞 (0)标签：COF膜 / 纳滤脱盐性能 / 膜材料

NMSCI 发布于 2022-12-23

水系锌离子电池由于其简单的制造工艺、本征安全性和经济效益，在新一代储能系统中具有很高的应用潜力。然而，锌枝晶以及有害副反应很容易导致电池出现循环寿命短和电化学性能差等问题，这极大地阻碍了其实际应用。在这项工作中，作者提出了一种Zr基金属有机骨架功能化隔膜(UiO-66-GF)。金...

阅读(178)评论(0)赞 (0)标签：MOFs / 水系锌离子电池 / 锌沉积

NMSCI 发布于 2022-12-01

随着化石燃料的不断开采和使用，能源危机和环境恶化的问题越来越严重。可再生能源(如太阳能、风能和潮汐能)，在缓解环境污染的同时，正逐步取代传统的火力发电，但这些可再生能源面临着供需结构的不匹配和区域能源调度的困难。因此，开发清洁、高效、便携的能源转换装置是非常可取的，但目前仍是一个...

阅读(222)评论(0)赞 (0)标签：空气电极 / 钙钛矿 / 高熵

NMSCI 发布于 2022-12-01

一、专辑介绍 水凝胶和气凝胶是两种最常见的凝胶材料。水凝胶依靠其亲水的三维网络结构，具有特殊的溶胀特性与保水功能，被广泛应用于原油脱水、医疗药物载体、传感等领域；气凝胶则是利用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料，凭借其轻质、良好的热学性能、优异的机...

阅读(243)评论(0)赞 (0)标签：气凝胶