能源领域前沿第3期:王中林,俞书宏,曾杰,张礼知等人成果速览

本期为第3期,带来王中林,俞书宏,曾杰,张礼知等人的研究成果。

1、JACS: 纳米腔的氧化铜纳米催化剂,实现了选择性还原CO2至C2+产物

中国科学技术大学俞书宏教授及其团队报道了具有纳米活性的催化剂可以限制在原位形成的碳中间体,而这些中间体反过来又覆盖了催化剂的局部表面,从而稳定了Cu+。

能源领域前沿第3期:王中林,俞书宏,曾杰,张礼知等人成果速览

2、Nature子刊:一种制备单原子催化剂的通用方法——电化学沉积法

中国科学技术大学的曾杰和Shiming Zhou报告了一种通用的电化学沉积方法,适用于广泛的金属和支撑层来制备Ir单原子催化剂(SACs),并用于碱性全解水。

3、JACS:调节中间吸附提高了铜镍合金上硝酸根对氨的活性

加拿大多伦多大学的Edward H. Sargent院士等人报道了在铜镍合金催化剂上进行硝酸盐还原反应(NO3-RR),该工作为设计催化剂使得NO3-RR选择性合成NH3提供了一条有希望的途径。

4、Nature子刊:强金属-载体相互作用促进热稳定单原子催化剂的规模化生产

中国科学院大连化学物理研究所的张涛院士、李为臻研究员和乔波涛研究员报道了通过强共价金属-载体相互作用,从工业RuO2粉末中合成RuSACs的方法。这种合成方法简单,适用于大规模工业生产。

5、Chem:单原子加速电子转移促进N2电还原反应

华中师范大学张礼知教授等人使用界面极化作为概念上的新策略来促进N≡N键分裂,这项工作为用环境氨电合成取代Haber-Bosch反应开辟了一条新的途径。

6、JACS:高稳定的膦酸酯MOFs高效光催化制氢

阿卜杜拉国王科技大学Husam N. Alshareef通过一种简便的搅拌水热法设计了1D膦酸钛MOF光催化剂。这项工作为开发具有设计结构和电子特性的先进光催化剂开辟了新途径。纳米结构和电子态的这种工程概念预示着一种新的MOF基光催化剂的设计范式。

7、AM:沥青衍生的软碳作为钾离子电池的稳定负极材料

中科院曹安民课题组研究发现研究表明,沥青衍生的软碳是一种非石墨化碳,在电池领域较少受到重视,在KIB负极中具有特殊的优势,从而满足KIB在高能量密度和稳定性方面的需求。

8、Small: 钴基催化剂中重组氧化物层与OER催化性能之间的关系

湖南大学王双印教授、澳大利亚科廷大学蒋三平教授和湖南大学郑建云副教授等人系统地分析了重构后的氧化层及其对OER活性的影响。研究表明,通过控制重组活性层的亚表面缺陷,有望进一步提高钴基电催化剂的OER性能。

9、Nano Energy: 纳米摩擦发电机电沉积三功能电催化剂实现水分解和可充电锌空气电池

中国科学院北京纳米能源与系统研究所孙春文研究员和王中林院士等人利用层状摩擦纳米发电机(TENG)产生的高压脉冲直流电提供了一种新型电源,可在没有任何封端剂的情况下将亚2nm Pt纳米团簇电沉积到NiFe-LDH纳米片上,以实现水分解以及作为可充电锌空气电池的空气电极。

10、Nature Commun.: 法拉第效率高达28%的钌@碳纳米管电催化剂制氢

韩国蔚山科学技术大学的Jong-Beom Baek教授和Javeed Mahmood等人报道了钌(Ru)纳米粒子均匀地沉积在多壁碳纳米管(MWCNTs)上作为一种高效的HER催化剂。该催化剂在两种介质中均具有出色的稳定性,循环过程中几乎表现出“零损失”。

参考文献:

[1]Peng-Peng Yang, et al., Protecting Copper Oxidation State via Intermediate Confinement for Selective CO2 Electroreduction to C2+ Fuels, JACS, 2020, DOI: 10.1021/jacs.0c01699.

[2]Zhirong Zhang, et al., Electrochemical deposition as a universal route for fabricating single-atom catalysts, Nature Communications, 2020, 11, 1215.

[3]Yuhang Wang, et al., Enhanced Nitrate-to-Ammonia Activity on Copper–Nickel Alloys via Tuning of Intermediate Adsorption, 2020, DOI: 10.1021/jacs.9b13347.

[4]Kaipeng Liu, et al., Strong metal-support interaction promoted scalable production of thermally stable single-atom catalysts, Nature Communications, 2020, 11, 1263.

[5]Jie Li, et al., Accelerated Dinitrogen Electroreduction to Ammonia via Interfacial Polarization Triggered by Single-Atom Protrusions, Chem, 2020, 6, 1-17.

[6]Yun-Pei Zhu, et al. Highly Stable Phosphonate-Based MOFs with Engineered Bandgaps for Efficient Photocatalytic Hydrogen Production. Adv. Mater. 2020, 1906368.

[7]Yuan Liu, et al., Pitch‐Derived Soft Carbon as Stable Anode Material for Potassium Ion Batteries, Adv. Mater., 2020, 2000505.

[8]Yanhong Lyu, et al., Identifying the Intrinsic Relationship between the Restructured Oxide Layer and Oxygen Evolution Reaction Performance on the Cobalt Pnictide Catalyst, Small, 2020, 1906867.

[9]Junxing Han, et al., Triboelectric Nanogenerators Powered Electrodepositing Tri-Functional Electrocatalysts for Water Splitting and Rechargeable Zinc-Air Battery: A Case of Pt Nanoclusters on NiFe-LDH Nanosheets. Nano Energy, 2020, 72,104669.

[10]Do Hyung Kweon, Ruthenium anchored on carbon nanotube electrocatalyst for hydrogen production with enhanced Faradaic efficiency, Nature Commun., 2020, 11, 1278.

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