Energy Environ. Sci. 最新文献快讯专题-8.2更新

本期专题跟踪了Energy & Environmental Science于2016年8月2日见刊（Issue 8）的所有材料相关文献并做图文导读，本次更新20篇，其中材料方向15篇，中国作者文章5篇【复旦大学（1）、天津大学（1）、中南大学（1）、华东理工大学（1）、北京化工大学（1）】，文章分别涉及太阳能、锂硫电池、第一性原理、固态电解质以及燃料电池等。相关文献资源网友已上传，点我跳转到材料人论坛下载（微信读者请点击阅读原文）。

1、复旦大学 综述：太阳能转换纳米光子结构

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

“金纳米粒子-原子级厚度的CdSe-金表面”三明治结构

复旦大学的张立武教授讨论了几种不同类型的纳米光子结构，以对比太阳能转换的光子结构的相似性和差异，并探讨了组合不同类型的纳米光子结构来提高转换效率。

2、锂硫电池：多硫化物涂覆超长寿命锂硫电池

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

不同硫基材料的锂化过程

加拿大滑铁卢大学 Zhongwei Chen教授用MnO₂纳米片涂覆空心硫球封装水溶性多硫化锂，利用其结构约束与化学涂覆协同效应，制备超长寿命锂硫电池。

3、密度泛函理论：M₃C₂过渡金属碳化物的N₂捕获

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计算V3C2 MXenes催化N2转换为NH3的最小能量途径

莫纳什大学Chenghua Sun等人对M₃C₂过渡金属碳化物（MXenes）的密度泛函理论研究发现，其中的d²、d³、d⁴类型具有氮气捕获能力，d²、d³对N₂的化学吸附能比对CO₂和H₂O的还要大。

4、电化学储能：PPy(DBS) 离子通道离子通道

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

智能膜分离器的结构与原理

俄亥俄州立大学Vishnu-Baba Sundaresan等人研究发现聚吡咯掺杂十二烷基苯磺酸盐[PPy(DBS) ]形成的离子通道受其电化学氧化还原状态影响，并介绍了其在电化学储能装置中的应用

5、天津大学：N掺杂磷酸钴@纳米碳复合物用于电催化氧还原

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

天津大学/阿德莱德大学的乔世璋和南洋理工大学的Rong Xu等通过热处理膦酸基MOF合成新型ORR催化剂—Co₃(PO₄)₂C-N/rGOA，不仅具有可观的起始电位和半波电位，而且KOH溶液中的ORR活性较商业化的Pt/C催化剂要稳定很多。

6、中南大学：探索锰氧化物中氧离子的可逆氧化

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充放电曲线和循环性能图

中南大学杜柯（第一作者）与德州大学奥斯汀分校John B. Goodenough（通讯作者）等通过XPS分析和表征证明具有层状P3结构的Na_0.6(Li_0.2Mn_0.8)O₂，移除Na离子后O-2p键会引入空穴，但可能是有无定形相形成的缘故，O-2p键并不具有电化学可逆性。半电池测试表明，尽管在2.0到4.5V范围内的容量没有变化，但循环50次之后4.1V的电压平台会急剧衰减。

7、最好的固态电解质：锂的“超”导体——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]的晶体结构和部分掺杂位点

德国马普固体研究所B. V. Lotsch等报道了目前锂离子电导率超高的固态电解质材料——Li_0.6[Li_0.2Sn_0.8S₂]，可与目前锂离子传导速度最快的LISICONs相媲美。

8、石墨烯修饰：赝电容及优异的循环性能

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

氧化还原干凝胶的合成流程示意图

美国德雷塞尔大学的Yury Gogotsi等学者利用水热法在还原氧化石墨烯（rGO）片上修饰2，5-二甲基-1，4苯醌（DMQ），制得一种氧化还原干凝胶。这种材料具有三维分层结构，可用作高容量、长循环寿命的赝电容电极。

9、高性能有机电子器件：更简单高效的三嗪基分子中间层

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）

韩国材料科学研究院Myungkwan Song等学者用氧化膦功能化1，3，5-三嗪衍生物（PO-TAZ），其能够有选择地调配金属、透明金属氧化物、有机材料等导体的功函数，发挥最佳效能。这种材料可作为有机电子器件中间层的理想候选材料。

10、锂硫电池：LiNO₃或可显著解决气体逸出问题

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）与不含LiNO₃（右）的二甘醇二甲醚基Li-S电池中的气体产生过程

德国卡尔斯鲁厄理工学院Anna Jozwiuk等学者首次描述了含二甘醇二甲醚基电极的锂硫电池中气体演化的过程，并且评估了LiNO₃添加剂在抑制多硫化物穿梭效应方面的影响。实验发现LiNO₃可显著减少（但不是完全）气体的产生。

11、电解水正极材料：金属-陶瓷复合材料

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）

中性环境中，OER的多相催化性能

德国奥斯纳布吕克大学Helmut Schäfer等学者电激发钴基金属X20CoCrWMo10-9，得到一种新的复合材料(X20CoCrWMo10-9//Co3O4)，在中性环境中，催化电解水的正极的半电池反应展现出至今为止无与伦比的高效性。

12、华东理工大学：PtFe@C在燃料电池中的应用

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结构示意图

提高催化剂催化活性和其使用寿命仍是燃料电池商业化所面临的主要挑战。华东理工大学王健农教授等将完全有序化的金属间化合物，3.6 nm大小的PtFe颗粒嵌在多孔碳基体中，形成PtFe@C结构。这种纳米催化剂的氧化还原效率是商业催化剂Pt /C的8-10倍。

13、北京化工大学：三元TiO2/ rGO / NiFe-LDH体系在太阳能光电化学分解水中的应用

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的制备过程示意图及其形貌、成分分析

北京化工大学的卫敏教授和邵明飞副教授等将NiFe-LDH与rGO复合到TiO2阵列上，形成的三元TiO2/ rGO / NiFe-LDH光电阳极体系，有很高的光电转换效率（外加电压为0.13 V时，光电转化效率为0.58%）和电流密度（外加电压为0.6V时，1.74 mAcm⁻²）。

14、II–VI基太阳能电池能量输出量地预测

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

不同材料不同子层结构的STC半经验效率模型

美国加州圣克拉拉第一太阳能公司的Jonathan P. Mailoa和Dirk N. Weiss等模拟了在不同气候、不同光照强度下，具有不同带隙对和结构的II–VI基太阳能电池的年输出能量。结果发现，双终端高带隙的II–VI/CIGS和四终端的CdTe/CIGS太阳能电池在所有的气候条件下具有较高的能量输出效率，AM1.5G下为38%。

15、热光伏太阳能电池在聚光太阳能光热发电上的应用

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

高温热光伏太阳能电池系统结构布局示意图

美国乔治亚理工学院Hamid Reza Seyfcd等设计了一个高温热光伏太阳能电池系统，系统性能取决于聚光太阳能发电和热能储存效率。它的极限效率表明带有热能储存的热光伏太阳能电池将可与燃气轮机联合循环发电机组相媲美，并且聚光太阳能光热发电还具有替代化石燃料发电的优势。

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