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Carbon Energy 第七卷第一期上线！

MaterialsViews · 公众号 · · 2025-01-27 08:30

正文

Volume 7 Issue 1

梅花残腊月，柳色半春天。 Carbon Energy 第七卷第一期上线：Research Article 9 篇、Review 6 篇。本期内容包含了“光电催化、能源转换与储存、电催化、电池材料、智能交互、催化材料、电容器 ”等领域方向。编辑部对此进行了汇总，欢迎大家阅读、分享、下载。感谢编委会、作者、审稿人、读者以及社会各界人士对 Carbon Energy 的大力支持！

§ 封面 §

封面文章 东华理工戴春辉&青岛大学巩学忠：聚合物人工树叶实现光催化选择性还原空气中CO ₂

Metal-Salen Incorporated Conjugated Microporous Polymers as Robust Artificial Leaf for Solar-Driven Reduction of Atmospheric CO ₂ with H ₂ O

§ 封底 §

封面文章 韩国化学技术研究所Young Hun Kang：高性能柔性热电发电器——碳纳米管/BiSbTe泡沫的突破

High-Performance and Flexible Thermoelectric Generator Based on a Robust Carbon Nanotube/BiSbTe Foam

文章汇总

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图文目录导读

1. Research Article

东华理工戴春辉&青岛大学巩学忠：聚合物人工树叶实现光催化选择性还原空气中CO ₂ （点击题目阅读中文解读）

1.成功制备了一系列新型金属-Salen基共轭微孔聚合物。

2.在模拟阳光（100 mW cm ^-2 ）下，利用水蒸汽为空穴消耗剂，实现了光催化选择性还原空气中CO ₂ ，产物为CO，反应选择性接近100%。

3.这一成果为微孔聚合物直接光催化转化大气中CO ₂ 开辟了新里程。

Metal-Salen Incorporated Conjugated Microporous Polymers as Robust Artificial Leaf for Solar-Driven Reduction of Atmospheric CO ₂ with H ₂ O

Wei Wu, Zhaocen Dong, Mantao Chen, Waner Li, An Liao, Qing Liu, Yachao Zhang, Zhixin Zhou, Chao Zeng, Xuezhong Gong*, Chunhui Dai*

CarbonEnergy . 2024; 7: e646.

https://doi.org/10.1002/cey2.646

2. Research Article

韩国化学技术研究所Young Hun Kang：高性能柔性热电发电器——碳纳米管/BiSbTe泡沫的突破（点击题目阅读中文解读）

1.通过简便快速的溶剂蒸发工艺制备了具有高热电优值（zT）的CNT/BST泡沫。

2.该泡沫不仅在电导率和塞贝克系数上有了显著提升，而且在机械强度上也得到了加强。CNT/BST泡沫的zT值达到了7.8×10 ^-3 ，是纯碳纳米管泡沫的5.7倍。

3.制造了一款柔性TEG，其内部电阻为12.3Ω，在21.8K的温度差下输出功率达到了15.7µW，并且在经过10000次弯曲循环后仍展现出卓越的稳定性和耐用性。

High-Performance and Flexible Thermoelectric Generator Based on a Robust Carbon Nanotube/BiSbTe Foam

Myeong Hoon Jeong, Eun Jin Bae, Byoungwook Park, Jong-Woon Ha, Mijeong Han*, Young Hun Kang*

Carbon Energy . 2024; 7: e650.

https://doi.org/10.1002/cey2.650

3. Research Article

吉林大学饶衡：调控钴卟啉配位环境，增强电还原亚硝酸盐产氨性能 （点击题目阅读中文解读）

1.开发了具有三种配位微环境（CoTPP、CoOTPP、CoSTPP）的钴卟啉分子。

2.在三种具有不同配位微环境的钴卟啉中，NO ₂ -RR的催化活性依次为：CoOTPP/CNT> CoTPP/CNT>CoSTPP/CNT。

3.由于N和O原子的协同配位优化了电子传递和电荷分布，CoOTPP/CNT的NH ₃ 产率达到6,498 μg h-1，TON超过20,000，NH ₃ 的法拉第效率达到94.5%。

Modulating the Coordination Environment of Cobalt Porphyrins for Enhanced Electrochemical Nitrite Reduction to Ammonia

Jingwei Han, Hai Sun, Fengkun Tian, Wenwen Zhang, Zonghang Zhang, Ping She, Jun-Sheng Qin, Heng Rao*

Carbon Energy . 2024; 7: e657.

https://doi.org/10.1002/cey2.657

4. Review

温州医科大学刘勇研究员综述：石墨烯氧化物纳米流体膜——从盐度梯度中发电 （点击题目阅读详情）

1.综述了基于石墨烯氧化物的纳米流体膜在逆向电渗析中发电的最新研究成果。

2.GO基纳米流体膜在逆向电渗析中具有巨大的应用潜力，能够有效地从水的盐度梯度中提取电能。

Graphene oxide-based nanofluidic membranes for reverse electrodialysis that generates electricity from salinity gradients

Changchun Yu, Yiming Xiang, Tom Lawson, Yandi Zhou, Pingan Song, Shulei Chou*, Yong Liu*

Carbon Energy . 2024; 7: e626.

https://doi.org/10.1002/cey2.626

5. Research Article

中国科学院宁波材料技术与工程研究所尚杰研究员&李润伟研究员：基于时间解耦效应的多感知电子皮肤——压力与温度刺激的协同监测 （点击题目阅读中文解读）

1.成功开发了一种基于钡钛氧化物（BaTiO ₃ ）纳米颗粒均匀分散在聚二甲基硅氧烷（PDMS）介电层中的柔性多感知电子皮肤。

2.这种电子皮肤对外部施加的压力和温度均敏感，并且能够通过时间解耦效应区分双重协同刺激，电子皮肤对压力的灵敏度高达0.0724 kPa ^-1 ，检测范围覆盖15.625至10 MPa；对温度的灵敏度高达-1.34°C ^-1 ，检测范围为20至200°C。

Synergetic Monitoring of pressure and temperature stimulations in multisensory electronic skin based on time decoupling effect

Zhiyi Gao, Ye Zhang, Zhenyu Hu, Dongdong Zhang, Shengbin Li, Huiyun Xiao, Ziyin Xiang, Dan Xu, Haifeng Zhang, Yuanzhao Wu, Yiwei Liu, Jie Shang*, Runwei Li*

CarbonEnergy . 2024; 7: e640.

https://doi.org/10.1002/cey2.640

6. Research Article

河北农大冯成教授：密集分布的单原子催化剂用于促进从甲酸中生成氢气 （点击题目阅读中文解读）

1.成功开发了一种新型的单原子催化剂。

2.通过在MOF前驱体中引入聚糠醇，实现了高密度的M-N _x 活性位点，显著提高了甲酸脱氢反应的氢气产率。

3.研究还发现了材料中独特的弯曲碳结构，为催化剂的性能提升提供了新的思路。

Densely Populated Single-atom Catalysts for Boosting Hydrogen Generation from Formic Acid

Xiaogeng Zhao, Junmin Wang, Dongnuan Zhang, Yunhui Hao, Xingmian Zhang, Junna Feng, Hong Su, Cheng Feng*, Chun Wang

Carbon Energy . 2024; 7: e664.

https://doi.org/10.1002/cey2.664

7. Review

吉林大学郝秀峰&孟泽硕&田宏伟：金属氟化物在能源存储与转换领域应用的最新进展 （点击题目阅读中文解读）

1.根据金属氟化物的组成和结构进行分类，总结了金属氟化物在电池中不同应用里遇到的困难和改进方法，以及超级电容器领域中几种典型的电极优化策略。

2.关注表面重构和氟的关键作用，从重构机理和表征分析的角度展示金属氟化物的催化性能。

3.展望了未来该领域发展所面临的机遇与挑战。

Research Advances of Metal Fluoride for Energy Conversion and Storage

Runlin Zhang, Zijin Xu, Zeyu Hao, Zeshuo Meng*, Xiufeng Hao*, Hongwei Tian*

Carbon Energy . 2024; 7: e630.

https://doi.org/10.1002/cey2.630

8. Research Article

云南大学胡广志：单分散FeN ₃ 活性位负载分级多孔碳单实现肼辅助锌-二氧化碳电池超低电位充电 （点击题目阅读详解）

1.通过合理设计材料的配位环境和形貌工程调控制备分级多孔碳负载单分散FeN ₃ 催化剂（Fe-HPCN），采用肼氧化辅助Zn-CO ₂ 充电策略，最大限度降低了Zn-CO ₂ 充电电位。

2.研究中Fe-HPCN电极显示出优异的双功能催化活性，同时肼辅助Zn-CO ₂ 电池器件展现出超低充电电压（充电电压降低~1.8V）、优异的CO选择性（CO法拉第效率96%）和89%的能量效率。

Isolated FeN ₃ sites anchored hierarchical porous carbon nanoboxes for hydrazine-assisted rechargeable Zn-CO ₂ batteries with ultralow charge voltage

Sanshuang Gao, Hongyi Li, Zhansheng Lu, Songjie Meng, Xue Zhao, Xinzhong Wang*, Xijun Liu*, Guangzhi Hu*

Carbon Energy . 2024; 7: e637.

https://doi.org/10.1002/cey2.637

9. Review

东华大学张坤&王新厚联合滑铁卢大学余爱萍&复旦大学王兵杰综述：石墨烯纤维状超级电容器储能过程的动力学研究（点击题目阅读详解）

1.主要关注GFSCs中的储能动力学，基于GFSCs的储能机理。

2.探讨了石墨烯纤维制备过程对纤维结构和电化学性能的影响，厘清了石墨烯纤维电极的结构-性能关系，并提出了增强GFSCs储能动力的纤维形貌与结构构建策略，以提升GFSCs在智能纺织品领域的应用潜力。

Kinetic Investigation of Energy Storage Process in Graphene Fiber Supercapacitors: Unraveling Mechanisms, Fabrications, Property Manipulation, and Wearable Applications

Juan Zhang, Wenwen Liu, Minzhi Du, Qingli Xu, Minren Hung, Ruifang Xiang, Meng Liao, Xinhou Wang*, Bingjie Wang*, Aiping Yu*, Kun Zhang*

Carbon Energy . 2024; 7: e625.

https://doi.org/10.1002/cey2.625

10. Research Article

郑州大学王剑锋：废纸纳米结构化构建分级结构的 Janus 光学薄膜，用于可切换的辐射冷却/加热（点击题目阅读详解）

1.成功开发了一种基于废纸表面光学工程的高强度 Janus 薄膜（PBTPM），用于实现高效的全天候动态辐射冷却/加热。

2.该薄膜一侧装饰有疏水的聚合物冷却涂层，另一侧涂有亲水的MXene纳米片，用于加热。

Hierarchically-Structured, Janus Optical Nanoengineered Wastepaper for Switchable Radiative Cooling/Heating

Zifan Song, Zipeng Zhang, Xueting Zhang, Jingyang Liu, Wanjie Wang, Jianfeng Wang*, Xiuxiu Jin*

Carbon Energy . 2024; 7: e676.

https://doi.org/10.1002/cey2.676

11. Review

西安工业大学潘洪革综述：用于钠离子电池的具有阴离子氧化还原作用的锰基层状氧化阴极所面临的科学挑战

1.本文综述了钠离子电池中基于阴离子氧化还原反应的Mn基层状氧化物正极材料所面临的科学挑战,这些挑战包括离子扩散缓慢、阳离子迁移、O ₂ 释放和元素溶解等问题。

2.系统总结了Mn基正极材料的组成、结构、氧氧化还原机制和性能，并探讨了通过合成方法、结构设计、掺杂改性、电解液设计和表面工程等手段解决这些挑战的研究进展。

3.提出了未来研究方向，包括基础研究（如新型正极材料、界面优化和交叉学科研究）以及从工业化角度考虑的可扩展性、稳定性和安全性。

Scientific Challenges Faced by Mn-based Layered Oxide Cathodes with Anionic Redox for Sodium-ion Batteries

Chao Zheng, Shengnan He, Jiantuo Gan, Zhijun Wu, Liaona She, Yong Gao, YaXiong Yang, Jiatao Lou, Zhijin Ju, Hongge Pan

Carbon Energy . 2024; 7: e605.

https://doi.org/10.1002/cey2.605

12. Research Article

内蒙古师范大学包黎红&曹永军&苏州科技大学马汝广&大连理工大学杨小伟：自支撑过渡金属硼化物薄膜材料高效电催化析氢性能研究 （点击题目阅读中文解读）

1.通过硼氢化钠和金属片的原位反应，在真空环境下调节反应温度和化学配比等参数成功制备出了大面过渡金属硼化物薄膜材料（TMB-TFs，TM = Mo、W、V、Nb和Ta）。

2.系统研究了物相、微观结构及电催化析氢性能，通过参数优化得到了性能最优异的MoB薄膜电催化剂。

3.通过DFT计算解释了反应机理，证明了过渡金属硼化物的HER活性来源于TMBs表面B原子的p带中心。

Self-Supported Thin-Film Electrode Consisting of Transition Metal Borides for Highly Efficient Hydrogen Evolution

Qi Miao, Lihong Bao*, Yuxin Gao, Hao Wang, Yongjun Cao*, Wei Li, Lei Li, Xiaowei Yang*, Jijun Zhao, Ruguang Ma*

Carbon Energy . 2024; 7: e656.

https://doi.org/10.1002/cey2.656

13. Review

西安电子科技大学常晶晶&张苗综述：基于MXene的柔性储能研究进展与展望 （点击题目阅读中文解读）

1.全面梳理了MXenes在柔性阴极、阳极及柔性隔膜中的应用，并系统总结了这些材料各类柔性储能设备中的表现。

2.注重实际组装出的柔性储能设备的表现，特别关注柔性储能器件在弯折、拉伸、卷曲等复杂形变条件下的稳定性，展示了MXenes材料如何在实际应用中兼顾机械柔性和优异的电化学性能。

Progress and Prospect of Flexible MXene-Based Energy Storage

Hongxin Yuan, Jianxin Hua, Wei Wei, Miao Zhang*, Yue Hao, Jingjing Chang*

Carbon Energy . 2024; 7: e639.

https://doi.org/10.1002/cey2.639

14. Research Article

Carbon Energy 第七卷第一期上线！

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