2020年团队在能源材料与器件领域成果总结
发展可持续能源技术对于缓解日益严重的环境污染、实现经济持续增长具有重要意义。近年来，由于锂离子电池成本高、安全性差、回收困难等问题，人们开始探索效率更高、成本更低的新能源电池。金属空气电池尤其是锌空气电池具有理论能量密度高、成本低、安全性好等优点，有望发展成为下一代电化学大规模储能系统，具有广阔的发展前景。但探索和开发高容量、高稳定性的锌空气电池电极材料和电解液仍是一大挑战。
近年来，团队在锌空气电池研究方面取得一系列进展：提出了水系锌基电池新工作原理，设计开发了新型锌基电池储能装置，发展了高效电极材料可控制备技术；利用一系列原位/非原位光谱、衍射等分析技术，系统研究了能源电池电极材料的电催化机理，建立了材料微观结构与电化学性能的构效关系。2020年，团队又相继攻克一批科学难题，取得突破性进展，在Nat.、Adv. Mater.、Adv. Mater.等期刊发表SCI论文40余篇，多篇入选封面文章，部分研究成果已在工业界得到应用，水系锌基电池大规模储能系统示范项目已在温州乐清投入运行。 这是国内首个由新型水系锌基电池单元组成的光储充一体化项目，具体代表性成果介绍如下：
1. 钟诚*，刘斌，丁建，刘，钟燕，李燕，孙晨，韩，邓逸达，赵，胡*. 和高锌。 ,2020,5(6),440-449。
引言：随着电动汽车和消费电子产品需求的不断增长，迫切需要开发具有高安全性、环保性、低成本和高能量密度的可充电电池。基于不易燃和低成本的水系电解质的水系电池具有很大的优势，但水系电池的工作电压相对较低，导致能量密度较低。碱性锌锰电池早已在商业应用中得到广泛应用，但碱性环境抑制了正极的性能，从而限制了工作电压及其可充电性。为了解决这个问题，许多研究开发了具有中性或弱酸性溶液的锌离子电池。然而，MnO2上的关键氧化还原反应仍然局限于Mn4+/Mn3+，进一步还原为Mn2+可能导致严重的结构变形，从而降低电池的可逆容量。此外，酸性电解质虽然有利于MnO2的氧化还原反应，但却带来了析氢反应和锌阳极的严重腐蚀，限制了电池的稳定性和实用性。
该团队设计的电解质解耦锌锰电池（DZMB）由碱性电解质中的Zn负极和酸性电解质中的MnO2正极组成，中间由中性电解质隔开。采用非原位测试方法分析了不同充放电条件下电极的组成和结构，证实在DZMB充放电过程中，MnO2可逆地连续溶解和沉积，伴随着MnO2几乎100%理论容量的利用，并且锰离子的氧化还原反应引起的电极结构变形得到改善。先前的可充电锌锰氧化物基电池的机制依赖于阳离子的可逆嵌入/脱嵌，其性能取决于正极类型的选择。 因此与传统Zn-MnO2电池相比，DZMB的放电电压大大提高，在100 mA g-1电流密度下具有~2.71V的高放电平台，比容量达到616 mAh g-1，相当于理论容量（617 mAh g-1按照MnO2的Mn4+/Mn2+双电子转移过程计算）的100%。得益于MnO2的高工作电压和高利用率，DZMB在100 mA g-1电流密度下的比能量密度高达1621.7 Wh-1，远高于已报道的锰基水系电池，同时，以电池整体质量计算的能量密度（90 Wh-1）也远高于已报道的锌锰氧化物电池以及其他采用水系电解质的商业化电池。 此外，该研究还制备了理论容量为3.37Ah的电池，进一步展示了其在太阳能和风能储存方面的潜力。本研究通过电解质的解耦策略，开发了基于溶解-沉积机理的Zn-MnO2。解耦设计大大提高了活性材料的利用率，从而大大提高了DZMB的工作电压、比容量和循环稳定性，也展示了其在大规模可再生能源存储中的应用。该解耦策略可以为高电压、高能量密度的锌基水系电池的设计提供通用指导，对于探索先进的电化学存储系统具有重要意义。
图1. 电解液解耦型锌锰电池结构及工作机理示意图
2. Song, Z.; Ding, J.; Liu, B.; Liu, X.; Han, X.; Deng, Y.; Hu, W.; Zhong, C*. 一种高寿命、长寿命的水凝胶 Zn-Air 催化剂。Adv. Mater. 2020, 32, 。
引言：随着现代社会柔性可穿戴设备的快速发展，迫切需要与之配套的高能量密度、耐用性和高效率的充电电池。锌空气电池因理论能量密度高、环境友好、成本低、安全性好等优势，受到广泛关注。研究人员在柔性固态锌空气电池的研发上取得了重大进展，但仍有几个关键问题严重阻碍了原型电池的实际应用。首先，目前固态锌空气电池的使用寿命仍然受到严重限制。其次，氧气还原/析出反应过电位过高导致的装置能量效率低下是另一个迫切的问题。
本研究制备了高离子电导率、高保水性的聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯酸（PAA）和氧化石墨烯（GO）共交联的碱性聚合物凝胶电解质（PVAA-GO GPE），并引入碘化钾作为反应调节剂，显著提高了锌空气电池的工作寿命和能量效率。与传统PVA凝胶电解质相比，PVAA–GO GPE由于组分间的多重交联作用和高亲水特性，显著提高了电解质的保水性、离子电导率和机械柔韧性。此外，电解质中I-/IO3-的转化使常规析氧（OER）反应的路径向更热力学有利的方向改变，从而将充电电位显著降低至1.69 V，将锌空气电池的能量效率提高至73%。由于电解质失水减缓，避免了高压充电下空气电极的性能衰减，柔性锌空气电池的使用寿命可达200小时。 利用这种柔性电解质可以组装出多种类型的柔性锌空气电池，如夹层结构、可编织线性结构等，并在柔性显示/柔性储能集成装置中进行了实际演示。
图 2. 用 PVAA-GO-KI 基凝胶电解质组装的纤维形和夹层形锌空气电池。
3. 郑韩*、曹岩、张、王吉辉、周*、刘晖、李成忠、邓义达*、胡*。 具有高位点的致密 NiSe2/s。 进阶。 媽媽。 2020年，32日。
引言：锌空气电池正极材料的合理设计对改善电极催化反应动力学具有重要意义。通过调控复合材料的异质结构界面，可以调控催化剂的协同效应、原子配位环境、电子结构、电荷传输等特性，从而提高异质结构材料的电催化性能。虽然传统的物理和化学方法可以广泛应用于制备异质结构材料，但要连续调控异质结构界面的长度和密度仍然十分困难。此外，在不同极化过电位下界面结构和电子态的演变仍然知之甚少，特别是在OER过程中的强碱性和氧化条件下。鉴于此，我们团队报道了一种界面工程设计，包括以原子紧密的方式创建具有可控界面密度的异质结。 研究选取电子电导率高、晶格失配度低（小于5%）的NiSe2和CoSe2为单体，采用新型连续离子注入法制备NiSe2/CoSe2异质结构纳米杂化体系，通过控制合成工艺参数实现界面密度的连续调控。其中，原子级界面体系中平均晶粒尺寸约为7.0nm。XPS和XANES结果表明，纳米级杂化体系中过渡金属元素实现了良好的界面耦合和电子结构耦合，Ni被氧化，Co被还原。以原子级界面设计的NiSe2/CoSe2纳米杂化体系作为锌空气电池装置正极，锌金属作为负极，KOH+ZnCl2作为电解液，锌空气电池表现出良好的循环稳定性和理想的功率性能。
图3. NiSe2/CoSe2异质结构纳米杂化体系的设计及其在锌空气电池中的应用。
4. 丁佳,* 张浩, 范, 钟诚,* 胡, 和 David . of – . Adv. Mater. 2020, 32, .
引言：本文综述了新兴钾硫电池的研究进展。本文首先讨论了钾硫电池的电化学机理及其与锂硫电池的区别。然后分别讨论了负极材料、固体电解质和钾金属正极的相关内容。接着，对钾硫电池进行了讨论，重点介绍了电池架构并定量比较了相关电池性能。最后，讨论了当前相关的科学/技术难点和研究前景。该综述论文被选为封面。
图 4. 评论论文的封面图片。
5. 刘王、刘畅、邓义达*、窦刘、徐杰、王一林、刘伟迪、胡燕、陈亚南*。 RGO-CNT 薄膜对铝离子的抑制作用。 小的。 2020年，16日。
引言：高导电薄膜型集流体是电池的重要组成部分，除了金属基集流体外，还原氧化石墨烯（RGO）、碳纳米管（CNT）等轻质高导电碳材料也具有巨大潜力。但传统RGO制造通常耗时耗能，降低了产品合格率和制造效率，而且制造出的RGO性能还有待进一步提升。该团队博士生刘思亮将CNT和GO均匀混合，在2936K焦耳加热下，不到1min便可直接还原为RGO-CNT。制备出的RGO-CNT可达到2750 S cm−1的高电导率，实现电导率提升106倍。以RGO-CNT为集流体，组装的水系铝离子电池（AIB）在循环稳定性和倍率性能方面具有优异的电化学性能，在弯曲、折叠等机械损伤耐受性方面表现出优越的力学性能。 穿孔、切割后电池性能保持良好且不存在安全隐患，该研究为RGO-CNT的快速制备提供了新思路。
图5.RGO-CNT的快速合成过程。
6. 陈崔，刘昌，崔窦，徐杰，刘红，张义达*，陈亚南*，胡。 NiS/Ni3S2@ 全固态，具有高。 中国科学材料学报 2020，DOI：10.1007/-020-1494-4。
引言：混合纳米电极材料的合理设计与合成对于它们的不同应用具有重要意义，特别是对于可用于为下一代电动汽车和电子设备供电的高效纳米结构储能装置。在各类储能装置中，超级电容器因具有功率密度高、寿命长、成本低等优势而受到广泛关注，但超级电容器的能量密度较低限制了其大规模应用。基于电池型电极材料的水系超级电容器具有成本低、理论比电容高的优势，具有很大的市场潜力。基于此，该团队报道了一种简单可控的方法来合成核壳NiS/Ni3S2@NiWO4纳米阵列并将其作为混合超级电容器的独立电极。值得注意的是，当电流密度为5 mA cm-2时，制备的NiS/Ni3S2@NiWO4独立电极表现出高达2032 μAh cm-2的面积容量； 即使当电流密度增加到50 mA cm-2时，其容量保持率仍有63.6%。更重要的是，在功率密度为3.128 mW cm-2时，NiS/Ni3S2@NiWO4纳米阵列混合超级电容器表现出最大的能量密度1.283 mWh cm-2，而在能量密度为0.753 mWh cm-2时，超级电容器表现出最大的功率密度41.105 mW cm-2。此外，混合超级电容器在连续10,000次循环后仍能保持其原始容量的89.6％，进一步证明了其优越的稳定性。
图6.核壳NiS/Ni3S2@NiWO4纳米阵列制备过程及应用示意图。
7. 范晓燕；刘斌；丁建军；邓燕；韩晓玲；胡伟；钟聪*. 及 Power for Next- . & . 2020, 3 (12), 1262-1274.
引言：目前为止，具有纤维状、三明治结构的柔性电源得到了广泛的研究。适用于柔性电源的可弯曲、可拉伸材料，主要是电极和电解质，对电池性能至关重要。通常，电极材料的制备是通过将活性材料负载在柔性集流体上而得到的（例如，碳纤维、碳纸、碳布、聚合物和金属等）。半固态聚合物电解质由聚合物基质和离子导电相组成，有效地避免了液态电解质中的电解质泄漏问题。同时，为了适用于在有限体积和质量条件下需要高能量输出的可穿戴电子设备，开发高能量密度的可穿戴电源至关重要。此外，根据具体的应用场景，电源的安全性问题和环境适应性也不容忽视。 本文围绕柔性可穿戴电源的发展需求，阐述柔性电池的结构设计、电极与电解液制备、能量密度等重要要求，并通过典型的高能量密度电池体系（金属硫电池、金属空气电池）介绍其在可穿戴应用中的重要性，分析柔性储能装置发展面临的挑战，旨在推动相关领域的快速发展。
图7.柔性电池结构设计发展历程概览。
8. 李 , 刘 斌, 丁 佳, 韩 , 邓一达, 吴 阿明 , 胡 , 钟诚*, 陆俊. 锌离子间隙与纳米结构的关系. & . 2020.
引言：循环寿命有限和能量密度低限制了锌离子电池的应用。锌金属存在枝晶生长、工作电压低等问题。此外，锌离子电池的反应机理仍不清楚，制约了锌离子电池的进一步发展。本研究重点关注锌离子电池转化为实用商业产品时需要考虑的关键参数，并总结了锌离子电池中的正极材料和反应机理。为未来的学术研究提供一些新的见解和思路，以促进更多研究人员对电池关键参数进行研究，缩小学术研究与商业应用之间的差距。
图8.锌离子电池正极材料及反应机理概览。
1. 李阳王，王，达玉敏，张，李，钟程，邓义达，韩*，胡*。 MoO3/Ni-NiO 中的 和 。 进阶。 媽媽。 2020年，32日。
引言：电催化水分解因其较高的能量转换效率（包括阴极析氢反应和阳极析氧反应）被认为是最有前途的制氢技术之一。然而，电极上反应动力学缓慢导致电池电压过高，极大地限制了其应用。贵金属基材料（如Pt、IrO2和RuO2）的稀缺性和高成本阻碍了它们的大规模应用和商业化。因此，开发高效、耐用且经济的双功能电催化剂是水分解技术的重要组成部分。
本文采用一种新颖的连续电沉积策略成功偶联了非晶态NiO纳米片与超细Ni和MoO3纳米颗粒（MoO3/Ni–NiO）。该组分包含两种异质结构（Ni–NiO和MoO3–NiO），MoO3/Ni–NiO以垂直交叉网络纳米片的形式均匀分散在碳纤维表面。镍颗粒可以提高氧化镍的内部电导率，从而与碳布基底一起提高催化剂的整体电导率。制备的MoO3/Ni–NiO复合材料具有优异的电催化性能。用于催化析氢析氧反应（HER/OER）时，MoO3/Ni–NiO在10 mA cm–2和100 mA cm–2时分别表现出62 mV和347 mV的过电位。 此外，MoO3/Ni–NiO催化剂在1.55 V的低电压下就能实现10 mA cm−2的总碱性水分解电流密度和优异的催化耐久性，明显优于之前报道的贵金属催化剂和一些其他催化材料。另一方面，实验和理论计算研究共同证明，生成的Ni-NiO和MoO3-NiO异质结构显著降低了能垒，分别作为HER和OER的催化活性中心，协同加速整个水分解过程。该工作有助于理解异质结构的依赖机制，为杂化纳米材料在催化过程中的合理设计和定向构筑提供参考。
图1. MoO3/Ni-NiO催化剂构建双功能催化活性，增强整体水分解机制。
2. 王洋、李张、周德伟、饶德伟、钟程、张韩*、胡张卡里姆、王义达邓*。 - NiS0.5Se0.5Core-Shell 作为和水的。 进阶。 媽媽。 2020年，32日。
引言：水分解是生产高纯氢气最有前景的技术之一，有望解决人类面临的能源与环境问题。然而，电催化水分解的进一步发展受到三个问题的限制，即：动力学缓慢、电极使用寿命短、贵金属催化剂稀缺。引入晶格应变是开发高效电催化剂的有效策略，但晶格应变往往与异质结构、空位或基底效应共同产生，这使得研究应变-活性相关性变得非常复杂。团队博士生汪洋通过简单的策略设计，制备出均匀的-x纳米片@纳米棒复合材料。 晶格应变约为2.7%的NiS0.5Se0.5催化剂表现出优异的析氢和析氧反应活性，在10 mA·cm−2时仅需要70 mV和257 mV的低过电势，并且即使在100 mA·cm−2（300 h）的高电流密度下也表现出优异的长期耐久性，明显优于其他基准催化剂和贵金属催化剂。实验和理论计算结果表明，产生的晶格应变降低了金属d轨道重叠，导致带宽更窄，d带中心更靠近费米能级。该研究将为调控催化材料晶格应变、进一步改进能源转换装置提供新思路。
图 2. NiS0.5Se0.5催化剂的晶格应变、d带中心偏移和整体水分解电催化性能
3. 刘政胡武张扬张崔刘昌胡石赵韩曹亚男陈亚南*邓义达*胡*。 - Shock 公司生产的 IrNi 合金。 进阶。 媽媽。 2020年，32日。
引言：设计高性能、低成本的电催化剂对于电化学制氢至关重要。本文，我们报道了在非平衡条件下由热冲击驱动的碳纳米管海绵上负载的位错应变IrNi纳米粒子（@CNTS）是高效的析氢反应（HER）催化剂。实验结果表明，由于超快猝灭和不同的原子半径，自组装IrNi纳米粒子中保留了大量位错，从而可以在IrNi纳米粒子中引入应变效应。这种由体缺陷（位错）引起的应变诱导高能表面结构更容易抵抗催化过程中的表面重构。该催化剂表现出优异的HER活性，在电流密度为10 mA cm-2时过电位仅为17 mV，在碱性电解质中稳定性良好，超过了商业Pt/C催化剂。 第一性原理计算表明，位错诱导应变效应可以优化IrNi纳米粒子的电子结构，从而优化HER的自由能。
图3.碳纳米管海绵负载位错应变IrNi纳米粒子的合成示意图。
4. 张钊，李成忠，赵义达，邓一达，韩*，胡*。 的---金属的。 安吉。 化学。 国际化编辑.2020，59，7245。
引言：析氧反应是一个伴随四电子转移的多步反应过程，反应动力学较慢。常用的贵金属催化剂价格昂贵、稳定性差，亟待开发有效的贵金属替代品。其中，具有金属-载体杂化结构的复合材料表现出良好的催化性能。一方面减少贵金属的使用量，防止催化过程中团聚，另一方面可以在异质界面产生强的电子相互作用，优化电子结构，进而调控析氧反应过程中中间产物的吸附与脱附。目前，金属粒子的负载主要通过光解、热分解或还原剂方法实现，金属与载体多以附着形式存在，键合效果相对较差，因此，开发一种简单、低能耗、稳定的金属粒子负载方法十分必要。
本文利用载体M(OH)2(M=Co,Ni)与金属Ag+之间的标准氧化还原电位差作为反应的驱动力，实现了Ag纳米颗粒在M(OH)2上的均匀沉积，建立了二者间有效稳定的异质结构，大大简化了制备过程，降低了能耗。制备的Ag@Co(OH)x/CC集成电极在半反应实验和可逆锌空气电池中均表现出良好的OER活性和耐久性，优于贵金属和许多已开发的电催化剂。理论模拟和实验分析一致表明，底层的Co(OH)2优化了Ag原子的局域电子环境，使其成为更多的催化活性中心，提高了反应活性，降低了反应势垒，促进了催化活性的提高。此外，它们之间强的金属-载体相互作用，阻碍了OER过程中Ag纳米颗粒的生长和聚集，有利于提高催化剂的耐久性。
图4 Ag纳米粒子修饰Co(OH)2的合成示意图
5. Ding, J.*; Liu, Z.; Liu, X.; Liu, B.; Liu, J.; Deng, Y.; Han, X.; Hu, W.; Zhong, C*. 酸的合成. Angew. Chem. Int. Edit. 2020, 59 (13), 5092-5101。
引言：采用具有双连续立方相结构的溶致液晶作为牺牲模板，采用原位电化学沉积法制备了介孔钯催化剂，可以实现对所得钯催化剂中介孔有序性的大范围调控。该钯催化剂的电化学活性面积高达90.5 m2g–1，甲酸氧化催化活性为3.34 A mg–1，分别是商业钯/碳催化剂的3.7倍和7.8倍。随着介孔有序性的不断提高，钯催化剂的电化学活性面积呈现线性增长趋势。揭示了催化剂介孔结构有序性对提高催化活性的关键作用，为相关领域高性能多孔催化剂的开发提供了有益的参考和指导。
图 5. 文章封面图片
6. 刘畅，周伟，张，陈泽林，刘，张洋，徐，胡*，陈亚南*，邓义达*。 空气-氧化燃料。 进阶。 媽媽。 2020年，10月。
引言：构建活性、耐久的非贵金属基电催化剂是燃料电池实用化应用与发展的重要要求之一，然而目前燃料电池的电荷传输和反应动力学较为迟缓。该团队博士生刘畅通过空气辅助瞬态热冲击策略成功合成了高度分散在碳布上的超薄碳包覆氧化镍纳米粒子（NiO@C/CC），并将其作为碱性燃料氧化的电催化剂。合成的NiO@C/CC催化剂在乙醇、甲醇和乙二醇的电氧化中表现出优异的催化活性（电流密度高达119.1 mA cm−2）和耐久性（测试过程中电流略有衰减），性能优于大多数已报道的非贵金属催化剂。 NiO@C/CC优异的催化性能主要来自于NiO@C纳米粒子中的氧空位、高浓度、高价态的Ni和碳层，这些有助于调节反应物的表面性质和电子结构，增强电荷转移，并提供丰富的活性中心，从而提高反应物分子在其表面的吸附能力。这种空气辅助瞬态热冲击策略可用于指导过渡金属化合物的合理设计和快速合成，作为直接碱性醇类燃料电池的先进催化剂。
图6. NiO@C/CC合成示意图。
7. 窦杰，徐杰，崔，刘伟迪，张，邓义达*，胡*，陈亚南*。 高冲击为- 。 进阶。 媽媽。 2020年，10月。
简介：高质量的纳米材料在能量，化学，环境，生物学，药物等领域都引起了很多关注。但是，传统的纳米材料制备方法存在一些问题，例如粒子团聚，低收益率和较高的成本可能会损害纳米的功能。纳米材料的有效，绿色和低成本的大规模准备技术。 ，纳米颗粒生长机制和碳基纳米材料的形成，以及HTS的独特优势。 它系统地总结了由HTS准备的各种功能性纳米材料，包括金属/半导体/复合纳米颗粒，双金属/高熵合金纳米颗粒，单原子和基于碳碳的纳米材料，以及在各种功能储存系统中的应用程序和智能发展中的挑战和智能发展的范围。工业及其在能源相关的领域中的应用将为相关领域的研究人员提供新的研究思想，并为新的高性能纳米材料的合理设计具有鼓舞人心的意义。
图7.高温热休克驱动的纳米制造及其在能源领域的应用。
8. Yumin da，Li，Cheng Zhong，Yida Deng，Han*，Hu*。 对于气体的关键部位。 进阶。 功能。 媽媽。 2020,30，。
简介：随着环境污染和能源危机的严重程度，基于可再生电力（例如燃料电池，金属电池和水电设备）的能源储能系统和转换技术，具有环境友好，高效率和高能量的能量密度越来越多地引起了越来越多的电动机（例如，越来越多的电气）。 YGEN还原，氢的进化，二氧化碳的还原和氯 - 烷烃电解，这很大程度上决定了设备的实际性能，因此，对于上述电催化反应，研究人员通过理论和实验性研究进行了多种有效的电动研究，以改善相关的电力效果，而实际上是效力的，则可以开发出多种有效的电催化剂。理想的环境，实际的活性位点和反应的中间物种仍然很难清楚地分析，因此，大多数催化材料的实际应用性能很难满足工业需求。
本文总结了在GIE过程中分析纳米催化材料的实际活动位点的各种高级方法，总结了改善相关催化材料的电催化性能的电子和结构优化策略，并系统地解释了如何使用高级表征和理论模拟，以建立相关的反应性关系，以划定其相关性关系。 VEL分散的位点（站点），空位（），异质性原子掺杂位点（站点）和边缘站点（边缘站点），并详细介绍了本地和现场表征的方法，以分析上述四种类型的活性站点的实际活动质量和电源质量的研究，并分析了本电位和当前的质量研究。这篇综述系统地总结了如何使用各种高级表征方法来深入了解催化反应中主动位点的实际结构并建立相关的结构 - 活性关系，这对于指导合理设计和实际应用高性能催化材料具有重要意义。
图8.分析纳米催化材料实际活性位点的分析技术。
9.
简介：光电化学（PEC）水分是一种有希望的可持续氢生产途径，其中Cu2O是最有前途的材料，但其进一步的发展受电荷的快速重组的限制，并且兴奋剂的严重光腐蚀问题可以有效地调节系统的效果，但仍可用来良好的cu2o和Cu2O的CU2O。仍然需要系统地进行实验室中的Zhang 博士。光生电荷的激发和传导； 2）Ni掺杂充当电子捕获陷阱，促进光学电荷的分离，并抑制电荷的重组； 3）Ni掺杂可以有效地减少其表面的能量屏障，并改善其光电培训的能力和材料的稳定性。
图9.（a）她在平衡电位上的自由能；
10. Yu He，Li，Zhang，Wang，Huang，Yang，Xinli Yi，Lin，Han，Hu，Yida Deng*，Ye*。 Low-ni-nc@ni Core-shell带有-ni站点。 Nano，2020，77，。
: , the for -atom still have such as high cost, low yield, steps and harsh high- . Based on this, the team's He Yu a low- (down to 450 °C) vapor to a sheet-like open (Ni-NC@Ni) with Ni in by Ni-N . The good CO2 , high for CO ( ~87%) and high (14.8 mA cm−2) at (670 mV), as well as long-term of more than 150 h. that Ni-N are and that the open not only the mass , but also for CO2 . 这项工作为开发单原子掺杂碳材料开辟了一条新的途径，这将有助于促进其在能源转化和存储技术中的应用。
图10. Ni-NC@Ni结构的示意图
11. Han Wu，Qi Lu，Zhang，Wang，Han，Zhao，Hu，Li，Yanan Chen*，Yida Deng*。 冲击水。 纳米麦克罗。 2020，12，162。
简介：纳米结构的电催化剂在能量转化和存储领域被广泛使用，基于镍的纳米结构电催化剂被广泛用于整体水分裂和金属空气电池，但是由于其高反应性，包括水热方法和索尔维尔一定的一位危险。快速合成基于镍泡沫的集成电催化剂，基于以下事实，可以将支持在镍泡沫中支持的钴加热的载体。提出了水中的F-C/COS，并提出了纳米结构形成机制。 亚稳态的镍与水纳米片反应，并在cos的诱导下形成纳米片和核心壳异质结构。
图11. NF-C/COS/NiOOH的合成过程。
12. Zelin Chen，Chang Liu，Zhang，Yanan Chen*，Yida Deng*。
简介：直接酒精燃料电池（DAFC）具有高效率，清洁和简单性，并且是最有前途的能量转换设备，随着碱性电解的发展，PD催化剂的活性在碱环境中的活力增加了，并且具有更多的Syner -Syner 效应。转移并改善表面反应动力学。
针对这个问题，团队博士学位学生Chen Zelin通过低温等离子体治疗技术实现了PD-CUOX异质性催化剂界面的调节。氧化的氧化，尤其是CO，以及较高的毒性。异质界面的原子价格显着提高。 令人印象深刻的是，在-0.30 V（vs. SCE）陶器下，Cuox修饰的PD表面的PD表面大大提高了CO的耐受性。
图12. Pd-Cuox异质结构的合成和电催化小分子氧化性能
13. Chang Liu，Zelin Chen，Dewei Rao，Zhang，Liu，Yanan Chen*，Yida Deng*，Hu。 用于黄金。 SCI中国母校。 2020，doi：10.1007/-020-1460-y。
简介：甲醇氧化过程中产生的中间产品和其他物质是PT基础催化剂中毒的重要原因之一。有利于改善其电催化性能。
图13.具有不同的空心纳米晶合成过程的两个表面AU元素含量。
电化学存储能量具有方便使用，低环境污染，不受区域限制的限制，并且不受卡诺循环，高转换效率，高能量和功率的优势，因此可以在频率调整，高峰和新能源应用领域中广泛使用。
为了有效地响应储能系统的需求，该团队在基于水的电池中取得了重大突破，并在诸如能量密度和循环性等关键问题上取得了重要进展，并且已经开发了具有高安全性，高能密度，高功率并在生产和使用过程中污染的基于水的锌电池。
图1. 50 kW/105 kWh的光储备集成系统在温州的进行了运行。
传统能量电池（例如锂离子）是有机的解决方案，尽管电池具有高的能量密度，良好的循环和大型输出功率，但由于铅电池代表了易燃电池，因此由铅 - 酸性电池代表了易燃电池，因此内部电池的较高能量和较高的能量是较高的。
图2.基于锌电池的演示工程和工业化。
团队开发的水电池极大地克服了传统水系统的缺陷。生活中的绿色电池成功配备了“大型充电宝藏”。
图3.基于锌电池的演示项目