首出影響因子就超10的期刊，高被引文章來襲！

影響因子（Impact Factor），簡稱IF，是湯森路透（Thomson Reuters）出品的期刊引證報告（Journal Citation Reports，JCR）中的一項數據。 即某期刊前兩年發表的論文在該報告年份（JCR year）中被引用總次數除以該期刊在這兩年內發表的論文總數。這是一個國際上通行的期刊評價指標。

影響因子現已成為國際上通用的期刊評價指標，它不僅是一種測度期刊有用性和顯示度的指標，而且也是測度期刊的學術水平，乃至論文質量的重要指標。

2020年新的影響因子已經公布，其中不乏一些高質量、高水平的新刊。在此，為大家整理了首個影響因子超10的材料類期刊：Nature Catalysis（IF: 30.471）、Joule(IF: 27.054)、Energy Storage Materials(IF:?16.28)、Small Methods(IF: 12.13)中被引文章最高的幾篇非綜述文章，供大家學習參考。

Nature Catalysis：具有可調電催化活性的MN₄C₄單原子催化劑

單原子催化劑（SACs）結合了均相催化劑和多相催化劑的優點，近年來引起了廣泛的研究興趣。合理的設計和合成SACs具有巨大的意義，但迄今為止，結構和催化性能之間缺乏明確的相關性一直困擾著SACs。在這里，加州大學洛杉磯分校Xiangfeng Duan、Yu Huang教授等人報告了一系列單分散原子過渡金屬(如Fe、Co、Ni)嵌入氮摻雜石墨烯晶格的單原子催化劑，通過系統的X射線吸收精細結構分析和直接透射電子顯微鏡成像識別對其配位結構進行了詳細深入的解析，發現三種金屬采取同樣的配位形式MN₄C₄，鑲嵌在石墨烯中，對其電催化產氧性能進行了測試。密度泛函理論預測了明確結構的MN₄C₄部分作為有效的析氧催化劑，其活性遵循Ni> Co > Fe的趨勢，這已被電化學測量證實。原子結構及其與催化性能的關系的確定是合理設計和合成具有特殊原子利用效率和催化活性的貴重或非貴重SACs的關鍵步驟。相關研究以“General synthesis and definitive structural?identification of MN₄C₄?single-atom catalysts with?tunable electrocatalytic activities”為題目，發表在Nature Catalysis上。

文獻鏈接：DOI: 10.1038/s41929-017-0008-y

圖1?M-NHGFs的制備路線

Nature Catalysis：合理設計單原子電催化劑的普遍原則

開發高活性的單原子電化學反應催化劑是未來可再生能源技術的關鍵。北京化工大學Daojian Cheng?、Dapeng Cao、Xiao Cheng Zeng教授等人提出了評價石墨烯單原子催化劑在氧還原、析氧和析氫反應中的活性的通用設計原則。結果表明，單原子催化劑的催化活性與金屬中心的局部環境密切相關，即其配位數和電負性，以及最近鄰原子的電負性，已被現有的實驗數據所證實。更重要的是，研究揭示了這種設計原理可以推廣到金屬-大環配合物。該原理不僅提供了設計具有特定活性中心的高活性非貴金屬單原子催化劑的策略，例如用于氧還原反應的 Fe-吡啶/吡咯-N₄；用于析氧反應的共-吡咯-N₄；和用于析氫反應以取代貴金屬 Pt/Ir/Ru 基催化劑的 Mn-pyrrole-N₄，但也表明了大環金屬化合物可用作基于石墨烯的單原子催化劑的替代物。相關研究以“A universal principle for a rational design of single-atom electrocatalysts”為題目，發表在Nature Catalysis上。

文獻鏈接：DOI: 10.1038/s41929-018-0063-z

圖2?不同配位環境下石墨烯上支持單個TM原子的原理圖

Nature Catalysis：電再沉積控制形態和氧化態選擇性二氧化碳還原

可再生燃料和原料中二氧化碳的減少為大規模、長期的能源儲存提供了機會。合成高效的高選擇性C₂:C1的二氧化碳還原電催化劑仍然是一個熱點領域。在這里，加拿大多倫多大學Edward H. Sargent教授等人介紹了電再沉積，從溶膠-凝膠中溶解和再沉積銅以增強銅催化劑的形貌、氧化狀態和后續性能。利用原位軟X射線吸收光譜技術，在時間分辨率下對CO₂還原條件下銅的氧化狀態進行了跟蹤。這種溶膠-凝膠材料減緩了銅的電化學還原，使納米級的形貌得到控制，使Cu⁺在負電位穩定下來。CO₂還原實驗、原位X射線光譜和密度泛函理論模擬揭示了尖銳形貌和Cu⁺氧化態之間的有益相互作用。該催化的部分乙烯過程電流密度為160 mA cm^-2(可逆氫電極為?1.0 V)，乙烯/甲烷比值為200。相關研究以“Catalyst electro-redeposition controls morphology and oxidation state for selective carbon dioxide reduction”為題目，發表在Nature Catalysis上。

文獻鏈接：DOI: 10.1038/s41929-017-0018-9

圖3?ERD Cu催化劑的催化活性

Joule：單結有機太陽能電池光電轉換效率超15%

近年來，非富勒烯n型有機半導體作為有機光電的受體，因其具有實現高功率轉換效率的巨大潛力而受到廣泛關注。這些受體分子的中心融合環單元的合理設計是實現器件性能最大化的關鍵。中南大學鄒應萍研究團隊等人設計合成了一種基于苯并噻二唑為核的DAD結構稠環的A-DAD-A型非富勒烯有機受體光伏材料Y6，制備了正向/反向器件均為15.7%光電轉換效率的單結有機太陽能電池，驗證效率為14.9%，研究進一步觀察到，以Y6為基礎的器件在活性層厚度為300 nm的情況下保持了13.6%的高效率。本文所報道的基于缺電子核的融合環為有機光伏電池高性能受體的分子設計打開了一扇新的大門。相關研究以“Single-Junction Organic Solar Cell with over 15% Efficiency Using Fused-Ring Acceptor with Electron-Deficient Core”為題目，發表在Joule上。

文獻鏈接：DOI:?10.1016/j.joule.2019.01.004

圖4?Y6和PM6的分子結構和光物理性質

Joule：珊瑚狀碳纖維復合材料用于堅固鋰金屬的鋰陽極電池

金屬鋰是下一代儲能系統中最有前途的陽極材料之一。然而，鋰枝晶的生長和電解質間相的不穩定阻礙了其實際應用。結構集流器已經被廣泛地提出來解決這些問題，然而鋰金屬預充入結構陽極是一個挑戰。通過銀電鍍和熔融鋰灌注，清華大學程新兵、張強教授等人提出了一種珊瑚狀鍍銀碳纖維復合鋰陽極(CF/Ag-Li)。由于Ag的親鋰性質，可以將熔融的Li注入到碳纖維骨架中。此外，Li- LiFePO₄電池和鋰-硫電池具有無枝晶的形貌和優異的電化學性能。CF/Ag-Li|Li電池可以在10 mA cm^-2和10 mAh cm^-2的極端苛刻條件下以很低的極化穩定循環超過160圈。其磷酸鐵鋰電池可在1.0 C倍率下穩定循環超過500圈，而鋰硫電池在0.5 C下的初始放電容量可達785 mAh g^-1，并保持高容量循環超過400圈。相關研究以“Coralloid Carbon Fiber-Based Composite Lithium Anode for Robust Lithium Metal Batteries”為題目，發表在Joule上。

文獻鏈接：DOI: 10.1016/j.joule.2018.02.001

圖5?CF/Ag-Li復合電極的制備

Energy Storage Materials：富氮硬質碳用于大功率鉀離子電池的陽極

鉀離子電池（KIBs）用碳質電極材料具有豐富的鉀資源和合理的性能，具有廣闊的應用前景。然而，它們的速率能力和循環壽命主要受到重復插入/提取鉀的插層化學作用的阻礙，在短時間或長周期內難以維持。在這里，華中科技大學Jia Xie聯合武漢大學Lina Zhang教授等人首次研制了一種具有表面驅動鉀離子存儲機制的海產品廢棄物分級多孔氮摻雜碳微球(NCS)電極。NCS電極演示了創紀錄的高速率的能力(154 mAh g^-1?at 72C)和4000超長的循環壽命周期沒有明顯衰減能力(180 mAh g-1 at 1.8 C)。在KIBs中具有最佳的速率性能和最長的循環壽命，甚至可以取代鈉離子電池(NIBs)中的大多數電極。進一步的動力學分析和第一性原理計算揭示了納米碳化硅儲鉀的電容性表面驅動機制，這是由于納米碳化硅的多級多孔結構和氮摻雜碳結構增強了鉀的吸附能力和電子/離子電導率。相關研究以“Nitrogen-Rich Hard Carbon as a Highly Durable Anode for High-Power Potassium-Ion Batteries”為題目，發表在Energy Storage Materials上。

文獻鏈接：DOI: 10.1016/j.ensm.2017.05.010?

圖6?多層多孔氮摻雜碳微球作為基片陽極材料的示意圖

Energy Storage Materials：用于鋰金屬陽極的鋰基三元鹽電解質

鋰金屬電池(如鋰硫電池(Li-S)和鋰空氣電池)被認為是下一代能源存儲設備的有前途的候選者。由于這些電池中臭名昭著的鋰枝晶生長(在反復充放電循環中)，隨之而來的嚴重的安全問題和低庫侖效率阻礙了它們的實際應用。在此，清華大學張強教授等人報道了一種簡便而有效的策略，通過Li₂S₅基三元鹽(LiTFSI-LiNO₃-Li₂S₅)電解液的協同作用，原位構建穩定致密的固態電解質間相(SEI)層來保護鋰沉積。LiTFSI提供高Li⁺電導率電解液，LiNO₃與Li₂S₅的反應導致了Li₂SO₃的形成，有利于形成保護性的SEI層。與常規的LiTFSI單鹽電解液相比，Li₂S₅基三元鹽電解液使Li金屬陽極無枝晶形態，提高了庫侖效率(94%與常規電解質中的60%相比)，抑制極化延長壽命。這些優越的特性歸因于通過故意引入Li₂S₅多硫化物作為預先存在的前體來增強SEI層的穩定性，然而，它總是被認為是Li-S電池中不受歡迎的中間體。這種電解液的進一步發展使可充電金屬鋰電池，特別是鋰電池的實際應用成為可能。相關研究以“Li₂S₅-based ternary-salt electrolyte for robust lithium metal anode”為題目，發表在Energy Storage Materials上。

文獻鏈接：DOI: 10.1016/j.ensm.2016.01.007

圖7?不同類型電解質的性能及循環性能

Energy Storage Materials：瀝青衍生的無定形碳作為鈉離子電池的高性能陽極

在所有的鈉離子電池（SIBs）陽極材料中，碳質材料因其存儲容量大、循環穩定性好而最有應用前景。然而，高昂的成本和較低的初始庫侖效率限制了其進一步的商業化。中科院物理研究所Yong-Sheng Hu教授等人采用低成本瀝青和酚醛樹脂在1200 ~ 1600℃的熱處理溫度下直接熱解制備非晶態碳材料。以廉價鋁箔為集流器，環境友好的海藻酸鈉水溶液為粘結劑，系統地研究了非晶態碳在SIBs中的電化學性能。通過優化碳化溫度和前體，實現了首庫侖效率88%，這是目前為止最高的碳基陽極在鈉離子電池陽極材料中。研究發現，碳化溫度和瀝青與酚醛樹脂的質量比對非晶態碳的局部結構都有顯著影響，從而導致了不同的電化學行為。全電池配以空氣穩定的O₃-Na_0.9[Cu_0.22Fe_0.30Mn_0.48]O₂陰極時，具有良好的電化學性能，初始庫倫效率為80%，循環穩定性好，能量密度為195 Wh/kg。這一貢獻為開發低成本的鈉離子電池提供了一種新途徑。相關研究以“Pitch-derived amorphous carbon as high performance anode for sodium-ion batteries”為題目，發表在Energy Storage Materials上。

文獻鏈接：DOI: 10.1016/j.ensm.2015.10.003

圖8?樣品在0.1 C的電流速率下的恒電流第一放電/電荷分布、循環性能及0.1 C到2c之間的速率能力

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Small Methods：用于高效聚合物太陽能電池界面工程的共軛聚電解質

共軛聚電解質(CPEs)是一種高效的有機光電器件界面材料。華南理工大學黃飛教授等人提出了一系列可調組成的CPEs，以研究CPEs中骨架的演變及其對CPEs性能和光伏性能的影響。在主鏈中引入吸電子基團可以提高其光穩定性、摻雜強度和電子遷移率。此外，吸電子單元含量較高的CPEs具有較大的遷移率，可作為厚度不敏感的陰極界面層，在未來的大規模聚合物太陽能電池中具有很大的應用潛力。這些CPEs可以很好地作為陰極界面層，通過改善界面接觸和誘導界面摻雜來提高器件性能，從而使高效聚合物太陽能電池的功率轉換效率大于10%。相關研究以“Finely Tuned Composition in Conjugated Polyelectrolytes for Interfacial Engineering of Efficient Polymer Solar Cells”為題目，發表在Small Methods上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/smtd.201700407

圖9?共軛聚電解質合成路線

Small Methods：氮摻雜多孔碳負載單位點金催化劑增強電化學氮氣還原

在環境條件下電催化還原氮(N2)是生產氨(NH3)的替代策略，以補充常用的Haber–Bosch 工藝。然而，實現高法拉第效率和高銨收率仍然是一個挑戰。馬克斯·普朗克膠體和界面研究所Martin Oschatz教授報道了在含氮的多孔高氧化貴金屬碳催化劑上穩定的Au單位點在N₂電還原中表現出優異的性能。與可逆氫電極相比，當電勢為- 0.2 V時，穩定的NH₃產率為2.32 ug h^?1?cm^?2，法拉第效率為12.3%。此外，在六循環試驗中，法拉第效率和NH₃收率沒有明顯波動，表明穩定性良好。這項工作在貴金屬碳材料中引入具有催化活性的單位點進行N₂電還原開啟了改進的新視野。相關研究以“Single-Site Gold Catalysts on Hierarchical N-Doped Porous Noble Carbon for Enhanced Electrochemical Reduction of Nitrogen”為題目，發表在Small Methods上。

文獻鏈接：DOI: 10.1002/smtd.201800202

圖10?AuSAs-NDPCs電極的電催化NRR性能

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