设计具有快速水解离动力学特性的纳米催化剂，是实现通过水电解进行绿色氢气生产时阴极析氢反应（HER）工业电流密度的关键，但这一目标仍然是一个巨大的挑战。2025年7月31日，新加坡国立大学赵明、何迁、南京理工大学孙东平、陈春涛、陈新宇在国际知名期刊Advanced Materials发表题为《Ce Single Atom-Engineered Amorphous/Crystalline Nanosh ...
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氨（NH3）在现代社会中起着极其重要的作用，它是制造氮肥、含氮药物、高分子材料、染料等的关键原料。工业合成氨主要依赖于具有百年历史的Haber-Bosch工艺，该工艺需要高温、高压条件（温度400-500 °C，压力150-300 atm），导致了严重的能源消耗和碳排放。绿电驱动的硝酸盐还原反应（NO3RR）被认为是传统Haber-Bosch工艺大规模合成氨的有力补充。这主要得益于硝酸盐离子的高溶 ...
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燃料电池和锌-空气电池的瓶颈在阴极氧还原反应（ORR）。传统单原子M-N-C催化剂受 OH*/OOH* 线性标度关系束缚，难以突破活性上限。双原子催化剂（DACs）因可提供相邻的两处吸附位点，将反应路径从缔合路径转变为解离路径，有望打破线性标度关系，实现活性的攀升。但常规的直接热解法制备的材料存在双原子、单原子、团簇/颗粒多态共存的现象，如何在宏观尺度上精准、可控地构筑高纯度DACs仍是技术难点。 ...
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红外双折射晶体是激光器、偏振光学器件和量子通信系统的核心材料，其性能直接影响光学仪器的精度与效率。然而，该领域长期存在一个根本性矛盾：高双折射率(Δn)与宽中远红外透光范围(2.5–25 μm)难以兼得，传统材料始终无法突破这一“鱼与熊掌”的困境。广泛研究的氧化物/有机杂化晶体虽具高Δn，却因金属-氧键振动在中远红外波段强烈吸收；传统硫属化合物虽能覆盖宽红外波段，但高度对称的四面体结构往往导致Δn ...
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随着全球对可持续能源存储系统的需求不断攀升，促使科研人员致力于研发低成本、高能量密度且安全的电池技术。水系锌碘（Zn-I2）电池凭借碘的较高的天然丰度、高理论比容量（211 mAh g-1），以及较高且平坦的电压平台等优势，具有不错的应用前景。然而，其实际应用面临穿梭效应、高载量时碘的反应动力学迟缓等挑战。近日，华中科技大学黄亮团队、池小东团队联手清华大学曲良体团队，使用一种自身具有氧化还原活性的 ...
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锂金属电池因其高能量密度成为下一代储能技术领域的研究热点。高电压锂金属电池的循环寿命高度依赖于电解液在负极和正极两侧的稳定性。通过提高盐和溶剂的摩尔比，如设计高浓度（HCE）或局部高浓电解液（LHCE），可以增强电极/电解液界面稳定性，但这种运用锂离子（Li+）和溶剂配位的方法受制于盐溶解度的制约。基于此，浙江大学范修林团队提出了一种双锚定策略，通过原子间的定向相互作用调控溶剂分子的溶剂化位点。这 ...
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引言在绿色能源转型和“双碳”目标推动下，如何高效利用可再生能源进行水分解制氢，已成为当前科研和产业界关注的热点。传统水电解反应中，析氧反应（OER）因其反应路径复杂、电荷转移慢，是限制整体效率的瓶颈。而“光辅助电催化”被视为突破这一瓶颈的有效路径——通过引入光照，实现催化剂的激发增强，有望降低能耗、提升反应速率。不过，现有多数光辅助体系依赖于 “光吸收材料 + 电催化剂” 的多组分复合策略，不仅制 ...
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硝酸盐（NO3-）污染是全球性环境问题，而电化学还原硝酸根制氨（NO3-RR）既能净化水质，又能生产高附加值氨（NH3），替代高能耗的哈伯法。然而，传统催化剂受限于缓慢的质子耦合电子转移（PCET）过程且易受析氢反应（HER）竞争干扰。导致效率低下。现有策略主要聚焦体相电子调控（如阳离子掺杂、氧空位构建），却忽视了界面水动力学对质子供给的关键影响。如何同时优化体相导电性与界面质子传递，成为突破NO ...
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在化学工业中，设计高效且高选择性的非贵金属基炔烃半加氢催化剂至关重要。铜基催化剂因其良好的乙烯选择性备受关注，但其固有的弱H2活化能力导致高效乙炔转化通常需要较高温度（>150°C）。尽管研究者通过位点隔离、耦合等结构设计策略努力提升其活性，然而这些人为设计往往难以精确模拟真实反应环境的所有关键参数，限制了理想活性微结构的构建，以致高性能催化剂的获得仍需依赖反复的合成调控与性能评估。为突破传 ...
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电催化有机分子的氧化反应被认为是替代析氧反应（OER）以实现低能耗氢气生产和高附加值产物合成的理想路径。这一策略在生物质转化、精细化学品制造、废弃塑料升级以及废水处理等诸多领域中具有广泛的应用前景。尽管Ni基催化剂因其可调控的d电子结构和在碱性介质中形成的NiOOH活性相在该领域获得了广泛关注，但其固有的晶格氧位点通常限制了有机底物与金属活性中心之间的有效接触，进而导致反应速率受限、电流密度不足， ...
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