Energy Environ. Sci. 最新文獻快訊專題-8.2更新

本期專題跟蹤了Energy & Environmental Science于2016年8月2日見刊（Issue 8）的所有材料相關文獻并做圖文導讀，本次更新20篇，其中材料方向15篇，中國作者文章5篇【復旦大學（1）、天津大學（1）、中南大學（1）、華東理工大學（1）、北京化工大學（1）】，文章分別涉及太陽能、鋰硫電池、第一性原理、固態電解質以及燃料電池等。相關文獻資源網友已上傳，點我跳轉到材料人論壇下載（微信讀者請點擊閱讀原文）。

1、復旦大學 綜述：太陽能轉換納米光子結構

Photonic nanostructures for solar energy conversion（Energ. Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE01182A）

“金納米粒子-原子級厚度的CdSe-金表面”三明治結構

復旦大學的張立武教授討論了幾種不同類型的納米光子結構，以對比太陽能轉換的光子結構的相似性和差異，并探討了組合不同類型的納米光子結構來提高轉換效率。

2、鋰硫電池：多硫化物涂覆超長壽命鋰硫電池

Structural and chemical synergistic encapsulation of polysulfides enables ultralong-life lithium–sulfur batteries（Energ. Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE00194G）

不同硫基材料的鋰化過程

加拿大滑鐵盧大學 Zhongwei Chen教授用MnO₂納米片涂覆空心硫球封裝水溶性多硫化鋰，利用其結構約束與化學涂覆協同效應，制備超長壽命鋰硫電池。

3、密度泛函理論：M₃C₂過渡金屬碳化物的N₂捕獲

Promising prospects for 2D d2–d4 M3C2 transition metal carbides (MXenes) in N2 capture and conversion into ammonia（Energy Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE01800A）

DFT-D3計算V3C2 MXenes催化N2轉換為NH3的最小能量途徑

莫納什大學Chenghua Sun等人對M₃C₂?過渡金屬碳化物（MXenes）的密度泛函理論研究發現，其中的d²、d³、d⁴類型具有氮氣捕獲能力，d²、d³對N₂的化學吸附能比對CO₂和H₂O的還要大。

4、電化學儲能：PPy(DBS) 離子通道離子通道

Ionic redox transistor from pore-spanning PPy(DBS) membranes（Energy Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE01448H）

智能膜分離器的結構與原理

俄亥俄州立大學Vishnu-Baba Sundaresan等人研究發現聚吡咯摻雜十二烷基苯磺酸鹽[PPy(DBS) ]形成的離子通道受其電化學氧化還原狀態影響，并介紹了其在電化學儲能裝置中的應用

5、天津大學：N摻雜磷酸鈷@納米碳復合物用于電催化氧還原

Nitrogen-doped cobalt phosphate@nanocarbon hybrids for efficient electrocatalytic oxygen reduction（Energy Environ. Sci., 2016,DOI: 10.1039/C6EE01297C）

Co₃(PO₄)₂C-N/rGOA的形貌和表面元素分析

天津大學/阿德萊德大學的喬世璋和南洋理工大學的Rong Xu等通過熱處理膦酸基MOF合成新型ORR催化劑—Co₃(PO₄)₂C-N/rGOA，不僅具有可觀的起始電位和半波電位，而且KOH溶液中的ORR活性較商業化的Pt/C催化劑要穩定很多。

6、中南大學：探索錳氧化物中氧離子的可逆氧化

Exploring reversible oxidation of oxygen in a manganese oxide（Energy Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE01367H）

Na_0.6(Li_0.2Mn_0.8)O₂充放電曲線和循環性能圖

中南大學杜柯（第一作者）與德州大學奧斯汀分校John B. Goodenough（通訊作者）等通過XPS分析和表征證明具有層狀P3結構的Na_0.6(Li_0.2Mn_0.8)O₂，移除Na離子后O-2p鍵會引入空穴，但可能是有無定形相形成的緣故，O-2p鍵并不具有電化學可逆性。半電池測試表明，盡管在2.0到4.5V范圍內的容量沒有變化，但循環50次之后4.1V的電壓平臺會急劇衰減。

7、最好的固態電解質：鋰的“超”導體——Li_0.6[Li_0.2Sn_0.8S₂]

Li_0.6[Li_0.2Sn_0.8S₂] – a layered lithium superionic conducto（Energy Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE00633G）

Li_0.6[Li_0.2Sn_0.8S₂]的晶體結構和部分摻雜位點

德國馬普固體研究所B. V. Lotsch等報道了目前鋰離子電導率超高的固態電解質材料——Li_0.6[Li_0.2Sn_0.8S₂]，可與目前鋰離子傳導速度最快的LISICONs相媲美。

8、石墨烯修飾：贗電容及優異的循環性能?

Pseudocapacitance and excellent cyclbility of 2,5-dimethoxy-1,4-benzoquinone on graphene（Energ. Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE00793G）

氧化還原干凝膠的合成流程示意圖

美國德雷塞爾大學的Yury Gogotsi等學者利用水熱法在還原氧化石墨烯（rGO）片上修飾2，5-二甲基-1，4苯醌（DMQ），制得一種氧化還原干凝膠。這種材料具有三維分層結構，可用作高容量、長循環壽命的贗電容電極。

9、高性能有機電子器件：更簡單高效的三嗪基分子中間層

A simple structured and efficient triazine-based molecule as an interfacial layer for high performance organic electronics（Energ. Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE00292G）

韓國材料科學研究院Myungkwan Song等學者用氧化膦功能化1，3，5-三嗪衍生物（PO-TAZ），其能夠有選擇地調配金屬、透明金屬氧化物、有機材料等導體的功函數，發揮最佳效能。這種材料可作為有機電子器件中間層的理想候選材料。

10、鋰硫電池：LiNO₃或可顯著解決氣體逸出問題

The critical role of lithium nitrate in the gas evolution of lithium–sulfur batteries（Energ. Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE00789A）

含LiNO₃（左）與不含LiNO₃（右）的二甘醇二甲醚基Li-S電池中的氣體產生過程

德國卡爾斯魯厄理工學院Anna Jozwiuk等學者首次描述了含二甘醇二甲醚基電極的鋰硫電池中氣體演化的過程，并且評估了LiNO₃添加劑在抑制多硫化物穿梭效應方面的影響。實驗發現LiNO₃可顯著減少（但不是完全）氣體的產生。

11、電解水正極材料：金屬-陶瓷復合材料

X₂₀CoCrWMo_10-9//Co₃O₄: a metal–ceramic composite with unique efficiency values for water-splitting in the neutral regime（Energ. Environ. Sci., 2016, DOI: 10.1039/C6EE01304J）

中性環境中，OER的多相催化性能

德國奧斯納布呂克大學Helmut Sch?fer等學者電激發鈷基金屬X20CoCrWMo10-9，得到一種新的復合材料(X20CoCrWMo10-9//Co3O4)，在中性環境中，催化電解水的正極的半電池反應展現出至今為止無與倫比的高效性。

12、華東理工大學：PtFe@C在燃料電池中的應用

Fine-grained and fully ordered intermetallic PtFe catalysts with largely enhanced catalytic activity and durability（Energy Environ. Sci., 2016,DOI:?10.1039/C6EE01204C）

PtFe@C結構示意圖

提高催化劑催化活性和其使用壽命仍是燃料電池商業化所面臨的主要挑戰。華東理工大學王健農教授等將完全有序化的金屬間化合物，3.6 nm大小的PtFe顆粒嵌在多孔碳基體中，形成PtFe@C結構。這種納米催化劑的氧化還原效率是商業催化劑Pt /C的8-10倍。

13、北京化工大學：三元TiO2/ rGO / NiFe-LDH體系在太陽能光電化學分解水中的應用

TiO2/graphene/NiFe-layered double hydroxide nanorod array photoanodes for efficient photoelectrochemical water splitting（Energy Environ. Sci., 2016,DOI:?10.1039/C6EE01092J）

TiO₂/rGO/NiFe-LDH的制備過程示意圖及其形貌、成分分析

北京化工大學的衛敏教授和邵明飛副教授等將NiFe-LDH與rGO復合到TiO2陣列上，形成的三元TiO2/ rGO / NiFe-LDH光電陽極體系，有很高的光電轉換效率（外加電壓為0.13 V時，光電轉化效率為0.58%）和電流密度（外加電壓為0.6V時，1.74 mAcm^?2）。

14、II–VI基太陽能電池能量輸出量地預測

Energy-yield prediction for II–VI-based thin-film tandem solar cells（Energy Environ. Sci., 2016, DOI:?10.1039/C6EE01778A）

不同材料不同子層結構的STC半經驗效率模型

美國加州圣克拉拉第一太陽能公司的Jonathan P. Mailoa和Dirk N. Weiss等模擬了在不同氣候、不同光照強度下，具有不同帶隙對和結構的II–VI基太陽能電池的年輸出能量。結果發現，雙終端高帶隙的II–VI/CIGS和四終端的CdTe/CIGS太陽能電池在所有的氣候條件下具有較高的能量輸出效率，AM1.5G下為38%。

15、熱光伏太陽能電池在聚光太陽能光熱發電上的應用

Thermophotovoltaics:a potential pathway to high efficiency concentrated solar power（Energy Environ. Sci., 2016,DOI:?10.1039/C6EE01372D）

高溫熱光伏太陽能電池系統結構布局示意圖

美國喬治亞理工學院Hamid Reza Seyfcd等設計了一個高溫熱光伏太陽能電池系統，系統性能取決于聚光太陽能發電和熱能儲存效率。它的極限效率表明帶有熱能儲存的熱光伏太陽能電池將可與燃氣輪機聯合循環發電機組相媲美，并且聚光太陽能光熱發電還具有替代化石燃料發電的優勢。

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