首出影响因子就超10的期刊，高被引文章来袭！

影响因子（Impact Factor），简称IF，是汤森路透（Thomson Reuters）出品的期刊引证报告（Journal Citation Reports，JCR）中的一项数据。 即某期刊前两年发表的论文在该报告年份（JCR year）中被引用总次数除以该期刊在这两年内发表的论文总数。这是一个国际上通行的期刊评价指标。

影响因子现已成为国际上通用的期刊评价指标，它不仅是一种测度期刊有用性和显示度的指标，而且也是测度期刊的学术水平，乃至论文质量的重要指标。

2020年新的影响因子已经公布，其中不乏一些高质量、高水平的新刊。在此，为大家整理了首个影响因子超10的材料类期刊：Nature Catalysis（IF: 30.471）、Joule(IF: 27.054)、Energy Storage Materials(IF: 16.28)、Small Methods(IF: 12.13)中被引文章最高的几篇非综述文章，供大家学习参考。

Nature Catalysis：具有可调电催化活性的MN₄C₄单原子催化剂

单原子催化剂（SACs）结合了均相催化剂和多相催化剂的优点，近年来引起了广泛的研究兴趣。合理的设计和合成SACs具有巨大的意义，但迄今为止，结构和催化性能之间缺乏明确的相关性一直困扰着SACs。在这里，加州大学洛杉矶分校Xiangfeng Duan、Yu Huang教授等人报告了一系列单分散原子过渡金属(如Fe、Co、Ni)嵌入氮掺杂石墨烯晶格的单原子催化剂，通过系统的X射线吸收精细结构分析和直接透射电子显微镜成像识别对其配位结构进行了详细深入的解析，发现三种金属采取同样的配位形式MN₄C₄，镶嵌在石墨烯中，对其电催化产氧性能进行了测试。密度泛函理论预测了明确结构的MN₄C₄部分作为有效的析氧催化剂，其活性遵循Ni> Co > Fe的趋势，这已被电化学测量证实。原子结构及其与催化性能的关系的确定是合理设计和合成具有特殊原子利用效率和催化活性的贵重或非贵重SACs的关键步骤。相关研究以“General synthesis and definitive structural identification of MN₄C₄single-atom catalysts with tunable electrocatalytic activities”为题目，发表在Nature Catalysis上。

文献链接：DOI: 10.1038/s41929-017-0008-y

图1 M-NHGFs的制备路线

Nature Catalysis：合理设计单原子电催化剂的普遍原则

开发高活性的单原子电化学反应催化剂是未来可再生能源技术的关键。北京化工大学Daojian Cheng 、Dapeng Cao、Xiao Cheng Zeng教授等人提出了评价石墨烯单原子催化剂在氧还原、析氧和析氢反应中的活性的通用设计原则。结果表明，单原子催化剂的催化活性与金属中心的局部环境密切相关，即其配位数和电负性，以及最近邻原子的电负性，已被现有的实验数据所证实。更重要的是，研究揭示了这种设计原理可以推广到金属-大环配合物。该原理不仅提供了设计具有特定活性中心的高活性非贵金属单原子催化剂的策略，例如用于氧还原反应的 Fe-吡啶/吡咯-N₄；用于析氧反应的共-吡咯-N₄；和用于析氢反应以取代贵金属 Pt/Ir/Ru 基催化剂的 Mn-pyrrole-N₄，但也表明了大环金属化合物可用作基于石墨烯的单原子催化剂的替代物。相关研究以“A universal principle for a rational design of single-atom electrocatalysts”为题目，发表在Nature Catalysis上。

文献链接：DOI: 10.1038/s41929-018-0063-z

图2 不同配位环境下石墨烯上支持单个TM原子的原理图

Nature Catalysis：电再沉积控制形态和氧化态选择性二氧化碳还原

可再生燃料和原料中二氧化碳的减少为大规模、长期的能源储存提供了机会。合成高效的高选择性C₂:C1的二氧化碳还原电催化剂仍然是一个热点领域。在这里，加拿大多伦多大学Edward H. Sargent教授等人介绍了电再沉积，从溶胶-凝胶中溶解和再沉积铜以增强铜催化剂的形貌、氧化状态和后续性能。利用原位软X射线吸收光谱技术，在时间分辨率下对CO₂还原条件下铜的氧化状态进行了跟踪。这种溶胶-凝胶材料减缓了铜的电化学还原，使纳米级的形貌得到控制，使Cu⁺在负电位稳定下来。CO₂还原实验、原位X射线光谱和密度泛函理论模拟揭示了尖锐形貌和Cu⁺氧化态之间的有益相互作用。该催化的部分乙烯过程电流密度为160 mA cm^-2(可逆氢电极为−1.0 V)，乙烯/甲烷比值为200。相关研究以“Catalyst electro-redeposition controls morphology and oxidation state for selective carbon dioxide reduction”为题目，发表在Nature Catalysis上。

文献链接：DOI: 10.1038/s41929-017-0018-9

图3 ERD Cu催化剂的催化活性

Joule：单结有机太阳能电池光电转换效率超15%

近年来，非富勒烯n型有机半导体作为有机光电的受体，因其具有实现高功率转换效率的巨大潜力而受到广泛关注。这些受体分子的中心融合环单元的合理设计是实现器件性能最大化的关键。中南大学邹应萍研究团队等人设计合成了一种基于苯并噻二唑为核的DAD结构稠环的A-DAD-A型非富勒烯有机受体光伏材料Y6，制备了正向/反向器件均为15.7%光电转换效率的单结有机太阳能电池，验证效率为14.9%，研究进一步观察到，以Y6为基础的器件在活性层厚度为300 nm的情况下保持了13.6%的高效率。本文所报道的基于缺电子核的融合环为有机光伏电池高性能受体的分子设计打开了一扇新的大门。相关研究以“Single-Junction Organic Solar Cell with over 15% Efficiency Using Fused-Ring Acceptor with Electron-Deficient Core”为题目，发表在Joule上。

文献链接：DOI: 10.1016/j.joule.2019.01.004

图4 Y6和PM6的分子结构和光物理性质

Joule：珊瑚状碳纤维复合材料用于坚固锂金属的锂阳极电池

金属锂是下一代储能系统中最有前途的阳极材料之一。然而，锂枝晶的生长和电解质间相的不稳定阻碍了其实际应用。结构集流器已经被广泛地提出来解决这些问题，然而锂金属预充入结构阳极是一个挑战。通过银电镀和熔融锂灌注，清华大学程新兵、张强教授等人提出了一种珊瑚状镀银碳纤维复合锂阳极(CF/Ag-Li)。由于Ag的亲锂性质，可以将熔融的Li注入到碳纤维骨架中。此外，Li- LiFePO₄电池和锂-硫电池具有无枝晶的形貌和优异的电化学性能。CF/Ag-Li|Li电池可以在10 mA cm^-2和10 mAh cm^-2的极端苛刻条件下以很低的极化稳定循环超过160圈。其磷酸铁锂电池可在1.0 C倍率下稳定循环超过500圈，而锂硫电池在0.5 C下的初始放电容量可达785 mAh g^-1，并保持高容量循环超过400圈。相关研究以“Coralloid Carbon Fiber-Based Composite Lithium Anode for Robust Lithium Metal Batteries”为题目，发表在Joule上。

文献链接：DOI: 10.1016/j.joule.2018.02.001

图5 CF/Ag-Li复合电极的制备

Energy Storage Materials：富氮硬质碳用于大功率钾离子电池的阳极

钾离子电池（KIBs）用碳质电极材料具有丰富的钾资源和合理的性能，具有广阔的应用前景。然而，它们的速率能力和循环寿命主要受到重复插入/提取钾的插层化学作用的阻碍，在短时间或长周期内难以维持。在这里，华中滚球体育 大学Jia Xie联合武汉大学Lina Zhang教授等人首次研制了一种具有表面驱动钾离子存储机制的海产品废弃物分级多孔氮掺杂碳微球(NCS)电极。NCS电极演示了创纪录的高速率的能力(154 mAh g^-1at 72C)和4000超长的循环寿命周期没有明显衰减能力(180 mAh g-1 at 1.8 C)。在KIBs中具有最佳的速率性能和最长的循环寿命，甚至可以取代钠离子电池(NIBs)中的大多数电极。进一步的动力学分析和第一性原理计算揭示了纳米碳化硅储钾的电容性表面驱动机制，这是由于纳米碳化硅的多级多孔结构和氮掺杂碳结构增强了钾的吸附能力和电子/离子电导率。相关研究以“Nitrogen-Rich Hard Carbon as a Highly Durable Anode for High-Power Potassium-Ion Batteries”为题目，发表在Energy Storage Materials上。

文献链接：DOI: 10.1016/j.ensm.2017.05.010

图6 多层多孔氮掺杂碳微球作为基片阳极材料的示意图

Energy Storage Materials：用于锂金属阳极的锂基三元盐电解质

锂金属电池(如锂硫电池(Li-S)和锂空气电池)被认为是下一代能源存储设备的有前途的候选者。由于这些电池中臭名昭著的锂枝晶生长(在反复充放电循环中)，随之而来的严重的安全问题和低库仑效率阻碍了它们的实际应用。在此，清华大学张强教授等人报道了一种简便而有效的策略，通过Li₂S₅基三元盐(LiTFSI-LiNO₃-Li₂S₅)电解液的协同作用，原位构建稳定致密的固态电解质间相(SEI)层来保护锂沉积。LiTFSI提供高Li⁺电导率电解液，LiNO₃与Li₂S₅的反应导致了Li₂SO₃的形成，有利于形成保护性的SEI层。与常规的LiTFSI单盐电解液相比，Li₂S₅基三元盐电解液使Li金属阳极无枝晶形态，提高了库仑效率(94%与常规电解质中的60%相比)，抑制极化延长寿命。这些优越的特性归因于通过故意引入Li₂S₅多硫化物作为预先存在的前体来增强SEI层的稳定性，然而，它总是被认为是Li-S电池中不受欢迎的中间体。这种电解液的进一步发展使可充电金属锂电池，特别是锂电池的实际应用成为可能。相关研究以“Li₂S₅-based ternary-salt electrolyte for robust lithium metal anode”为题目，发表在Energy Storage Materials上。

文献链接：DOI: 10.1016/j.ensm.2016.01.007

图7 不同类型电解质的性能及循环性能

Energy Storage Materials：沥青衍生的无定形碳作为钠离子电池的高性能阳极

在所有的钠离子电池（SIBs）阳极材料中，碳质材料因其存储容量大、循环稳定性好而最有应用前景。然而，高昂的成本和较低的初始库仑效率限制了其进一步的商业化。中科院物理研究所Yong-Sheng Hu教授等人采用低成本沥青和酚醛树脂在1200 ~ 1600℃的热处理温度下直接热解制备非晶态碳材料。以廉价铝箔为集流器，环境友好的海藻酸钠水溶液为粘结剂，系统地研究了非晶态碳在SIBs中的电化学性能。通过优化碳化温度和前体，实现了首库仑效率88%，这是目前为止最高的碳基阳极在钠离子电池阳极材料中。研究发现，碳化温度和沥青与酚醛树脂的质量比对非晶态碳的局部结构都有显著影响，从而导致了不同的电化学行为。全电池配以空气稳定的O₃-Na_0.9[Cu_0.22Fe_0.30Mn_0.48]O₂阴极时，具有良好的电化学性能，初始库伦效率为80%，循环稳定性好，能量密度为195 Wh/kg。这一贡献为开发低成本的钠离子电池提供了一种新途径。相关研究以“Pitch-derived amorphous carbon as high performance anode for sodium-ion batteries”为题目，发表在Energy Storage Materials上。

文献链接：DOI: 10.1016/j.ensm.2015.10.003

图8 样品在0.1 C的电流速率下的恒电流第一放电/电荷分布、循环性能及0.1 C到2c之间的速率能力

Small Methods：用于高效聚合物太阳能电池界面工程的共轭聚电解质

共轭聚电解质(CPEs)是一种高效的有机光电器件界面材料。华南理工大学黄飞教授等人提出了一系列可调组成的CPEs，以研究CPEs中骨架的演变及其对CPEs性能和光伏性能的影响。在主链中引入吸电子基团可以提高其光稳定性、掺杂强度和电子迁移率。此外，吸电子单元含量较高的CPEs具有较大的迁移率，可作为厚度不敏感的阴极界面层，在未来的大规模聚合物太阳能电池中具有很大的应用潜力。这些CPEs可以很好地作为阴极界面层，通过改善界面接触和诱导界面掺杂来提高器件性能，从而使高效聚合物太阳能电池的功率转换效率大于10%。相关研究以“Finely Tuned Composition in Conjugated Polyelectrolytes for Interfacial Engineering of Efficient Polymer Solar Cells”为题目，发表在Small Methods上。

文献链接：DOI: 10.1002/smtd.201700407

图9 共轭聚电解质合成路线

Small Methods：氮掺杂多孔碳负载单位点金催化剂增强电化学氮气还原

在环境条件下电催化还原氮(N2)是生产氨(NH3)的替代策略，以补充常用的Haber–Bosch 工艺。然而，实现高法拉第效率和高铵收率仍然是一个挑战。马克斯·普朗克胶体和界面研究所Martin Oschatz教授报道了在含氮的多孔高氧化贵金属碳催化剂上稳定的Au单位点在N₂电还原中表现出优异的性能。与可逆氢电极相比，当电势为- 0.2 V时，稳定的NH₃产率为2.32 ug h⁻¹cm⁻²，法拉第效率为12.3%。此外，在六循环试验中，法拉第效率和NH₃收率没有明显波动，表明稳定性良好。这项工作在贵金属碳材料中引入具有催化活性的单位点进行N₂电还原开启了改进的新视野。相关研究以“Single-Site Gold Catalysts on Hierarchical N-Doped Porous Noble Carbon for Enhanced Electrochemical Reduction of Nitrogen”为题目，发表在Small Methods上。

文献链接：DOI: 10.1002/smtd.201800202

图10 AuSAs-NDPCs电极的电催化NRR性能

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