电化学

新南威尔士大学Chuan Zhao等综述:可充电质子电池的电解质及电极-电解质相界面合理设计

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-12-16

研究背景  全球变暖和传统化石燃料短缺正在推动人们越来越多地关注可再生能源,如太阳能和风能。大规模利用间歇性可再生能源需要高效的储能系统来存储和利用。随着储能技术的快速发展,可充电质子电池被认为是下一代储能设备的有力候选者。基于酯类溶剂的电解质易燃,需严格无水过程和安全管理...

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佛罗里达理工学院Xiang He综述:MOF电化学水应用的研究进展

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-12-11

研究背景 近年来,由于水消耗和全球人口的急剧增加,水资源短缺问题愈发严重。有效的水处理不仅可以为平衡水需求和供应提供额外资源,同时有助于发展循环经济,是解决水资源短缺问题的可能途径之一。开发的先进功能材料中(石墨烯、石墨相氮化碳、MXene),金属有机骨架(MOFs)材料脱...

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NML文章集锦| 锌电池电极材料(三)

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-11-21

一、专辑介绍 锌电池: 已经成功商业化的锂离子、钠离子电池等有机类电解质电池已经无法满足人们对极高安全性储能设备的需求,而水系锌离子电池被认为是新一代安全储能电池的代表。Zn具有合适的电极电位(与标准氢电极相比为−0.76 V),使采用水溶液电解质成为可能,具有离子电导率...

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调节电子自旋态,促进MXene基可穿戴锌空电池氧还原反应

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-09-23

研究背景 氧还原反应(ORR)电催化剂的合理构建是提升锌-空气电池性能的关键。本篇文章通过制备FeN₄-Ti₃C₂Sₓ样品,引入硫封端的Ti₃C₂ MXene负载FeN₄,以调节FeN₄的电子自旋状态,可显著提高催化氧化还原活性。实验证明合成的FeN₄-Ti₃C₂Sₓ的半波...

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浙大姜银珠等:氨基和羧基协同“锚定-捕获”构建锌负极稳定界面

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-09-15

研究背景 水系锌离子电池已被公认为是大规模储能应用中最具前景的电池体系之一,但锌负极-电解液界面的不稳定性极大地制约了其进一步发展。本文提出了一种基于甘氨酸(Gly)分子中氨基和羧基的协同“锚定-捕获”机制有效稳定负极的界面化学。通过同步耦合氨基在锌负极表面的锚定作用和羧基...

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湖南大学鲁兵安等:调控K⁺通量自由度实现安全、长寿命钾离子电池

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-09-10

研究背景 钾离子电池电解液中离子的自由运动需要游离的有机溶剂分子协助,但有机溶剂分子的易燃性影响电池的安全。本文提出降低钾离子自由度的策略,开发了一种钾离子通量“整流器”电解质,通过降低有机溶剂分子的含量,将电解质中的钾离子的自由度修整并降低为1,实现了钾离子电池电化学性能...

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上海大学丁常胜和高彦峰等综述:锰基电极材料在水系钠离子电池中的研究进展

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-09-03

研究背景 水系钠离子电池由于具有成本低、安全性高、环保、资源丰富等优点,在大规模储能领域展现了广阔的应用前景。锰基电极材料具有资源丰富、成本低、无毒、环境友好、良好的电化学性能等特点,受到广泛的关注。本文从正极材料和负极材料两方面系统地介绍了水系钠离子电池用锰基电极材料,综...

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比利时鲁汶大学Jan Fransaer等综述:氧电催化中氧化物催化剂的设计—从机理到应用

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-08-31

研究背景 电化学氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)是一系列能量转换设备(如燃料电池和金属空气电池)中的基本过程。ORR和OER都具有显著的活化能垒,严重限制了利用ORR/OER的能量转换设备的整体性能。与此同时,ORR是另一个涉及氧气的非常重要的电化学反应,已经得到广...

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同济大学毛舜教授:高选择性电催化还原CuEDTA实现污染物去除与同步产电

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-08-27

研究背景 电催化还原技术在处理重金属污染(如结构稳定的重金属络合物)方面具有处理效率高、环境友好等优势,但目前重金属络合物的高选择性还原仍然是个巨大的挑战。本文报道了一种MoS₂纳米片负载的石墨毡阴极(MoS₂/GF),可以实现乙二胺四乙酸铜(CuEDTA)的高选择性还原,...

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中国石油大学(华东)柴永明、董斌等:氧化重构诱导的硫掺杂氧化铜的优化电子修饰,用于甘油电氧化和析氢耦合

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-08-24

研究背景 甘油(电化学)氧化反应(GOR)产生有机小分子酸并与析氢反应(HER)耦合,是保证甘油容量平衡和促进大规模产氢的关键环节。本文介绍了一种由硫浸出和氧化重构形成的硫掺杂氧化铜纳米棒阵列电催化剂(S-CuO/CF),用于驱动低电位的GOR。最终,S-CuO/CF只需要...

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北工大刘丹敏&上硅所王家成&苏科大马汝广等:垂直3D纳米结构促进碱性条件下甘油氧化耦合制氢

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-08-14

研究背景 电解水制氢是绿色制氢的首选,然而阳极析氧反应(OER)迟缓的动力学导致电解水的过电位大、成本高,限制了电解水制氢的应用。本文设计了具有3D垂直纳米结构的自支撑电极,采用甘油氧化反应(GOR)取代OER耦合制氢以降低阳极电位;此外,本研究利用低成本的有机滤膜代替昂贵...

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中国科学技术大学钱逸泰院士团队和甬江实验室林宁研究员团队:一种双壳层氮/氧共掺杂空心多孔碳微球助力钾离子混合电容器

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-07-26

双碳钾离子混合电容器(PIHC)具有能量/功率密度高、循环寿命长、成本低等优点,在储能领域具有巨大的应用潜力。本文采用自模板法制备了一种新型的双壳层氮/氧共掺杂空心多孔碳微球(NOHPC),其由致密的薄壳和空心多孔球核组成。令人兴奋的是,NOHPC作为钾离子电池负极时在0.1 A...

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清华大学何向明团队综述:设计全固态锂金属电池适用的聚合物/无机复合电解质

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-07-14

研究背景 锂离子电池(LIBs)由于其生态友好、高能量密度和工作电压,在消费类电子产品和交通电气化领域得到了大力推广。目前,LIBs的能量密度已接近260 Wh Kg⁻¹,突破具有挑战性。与此同时,近年来,LIBs一再发生灾难性事故,造成严重的财产损失,引起了公众的关注。开...

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广东工业大学张山青:通过电催化ORR可持续生产过氧化氢策略—从催化剂设计到设备搭建

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-06-30

研究背景 过氧化氢(H₂O₂)是一种重要化学品,在化工、环境和能源领域具有广泛应用。然而,传统工业合成H₂O₂会造成巨大的能量损耗和环境污染。近年来,先进电化学技术和催化材料制备取得了显著的研究成果。同时,创新性的电极和反应池设计与开发推动了工业级电催化技术应用。通过电化学...

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NML综述丨牛津大学李焕新/NPL&萨里大学赵云龙:Li-S电池正极商业化进程—碳材料还是非碳材料?

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-06-25

近年来,由于高能量密度电池需求的持续增长,锂硫(Li-S)电池的商业化进程备受瞩目。正极材料作为锂硫电池的重要组成部分,近年来的研究取得了许多重要突破。然而,在高硫载量和贫电解液条件下,仍然无法满足商业化要求。碳基材料一直是锂硫电池正极材料研究的焦点,备受期待。最近的一些非碳基正...

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济南大学刘宏和徐彩霞教授团队:降低异质结构的界面吉布斯自由能,实现高效全水分解

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-06-22

电解水中由于析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的动力学缓慢产生大的过电位导致制氢成本提高。因此,我们通过脱合金化工艺制备了多维纳米多孔互穿相FeNiZn合金和FeNi₃金属间化合物异质结构原位构筑于泡沫NiFe表面(FeNiZn/ FeNi₃@NiFe)。受益于组分间强烈的电...

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成均馆大学Ho Seok Park、李文武教授等:含有无序晶格和液态金属相的三元化合物用于高性能锂离子电池负极

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-06-19

电极粉化、较差的电子电导率和锂离子扩散速率等阻碍了Si负极的实际应用。采用绿色球磨法将液态金属Ga和高活性P整合到Si中,合成出了一种新型的阳离子无序结构的单相三元Si基化合物GaSiP₂。与其母相GaP和Si相比,化合物GaSiP₂在电子导电性、锂离子扩散速率和抗体积膨胀等方面...

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NML综述:晶面工程构筑的先进电催化析氢和析氧催化剂

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-06-16

探索和利用绿色和可持续能源对实现未来低碳能源经济至关重要且高度紧迫。氢气凭借着高能量密度、无碳性质和可再生性质等优点被认为是理想的能源载体。绿色电能驱动水分解制氢具有零排放、清洁无污染和制备氢气纯度高等优势,是实现我国双碳战略目标最具前景的低碳清洁能源技术方向之一。然而,析氧反应...

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高功率钠离子电池:原位封装在氮掺杂碳纳米管中的Fe₇S₈/FeS₂异质结构的界面工程

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Nano-Micro Letters 发布于 2023-06-11

钠离子电池因其钠资源丰富、成本低廉具与锂离子电池的运行机制相似,在储能领域具有巨大应用潜力。然而,钠离子的离子半径较大、反应动力学缓慢,这使得钠离子电池在循环过程中存在容量低和快速衰减等问题,阻碍了钠离子电池的实际应用。因此,开发高容量、长循环寿命的新型电极材料具有重要意义。过渡...

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