Carbon Neutralization（碳中和）2025年第四卷第二期正式上线！

Carbon Neutralization （碳中和） 2025年第四卷第二期正式上线！

期刊的顺利上线是源自全球杰出科研人员对 Carbon Neutralization 的信任与贡献，亦是归功于Wiley出版集团、编委团队等多方力量的鼎力支持。学术期刊是学术研究交流的重要平台，是促进理论创新和科技进步的重要力量。打造具有世界影响力的国际一流期刊，把高质量的研究工作写在祖国大地上，为提升国家科技话语权、增强国家科技实力贡献力量，助力我国早日实现“双碳”战略目标，是 Carbon Neutralization 不变的初心！

Carbon Neutralization （碳中和）2025年第四卷第二期共收录了9篇原创性论文。

本期全部论文均为开放获取，读者可免费下载阅读全部文章。

Carbon Neutralization 编辑部

Research Advances in Interface Engineering of Solid‐State Lithium Batteries

Trifunctional Nature of Heteroatom (B, N, S, O)‐Doped Waste Diesel Soot: Turning Pollutants Into Potential Energy Catalysts for HER, OER, and ORR

加济阿巴德科学与创新研究院Shiv Singh团队：杂原子（B, N, S, O）掺杂废弃柴油烟灰的三功能特性，污染物转化为HER、OER和ORR催化剂

本文研究了B, N, S和 O掺杂的柴油烟灰在HER，OER和ORR中的催化潜力。研究发现，B掺杂样品具有最低的过电势338 mV，而B，N，S掺杂样品具有最高的反应动力学，两者均具有最低的Tafel斜率83.09 mV/dec。在10 mA/cm ² 电流密度下和1.05-1.15 V电压区间，所有掺杂材料比未掺杂样品具有更好的OER性质。在ORR应用中，B，N，S掺杂样品具有最高的限制电流密度（1.7 mA/cm ² ），起始电位（0.86 V）和半波过电位（0.64 V）。此外，通过理论计算，作者研究了杂原子掺杂对材料结合能、HOMO-LUMO能带隙及非共价键相互作用等的影响，分析了材料的催化机制。

作者：Manish Chauhan, Yashmeen Budania, Akshay Modi, Pradip Kumar, Sarvesh Kumar Pandey, Shiv Singh

DOI：10.1002/cnl2.195

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.195

UV‐Polymerized Zincophilic Ion‐Enhanced Interfacial Layer With High Ion Transference Number for Ultrastable Zn Metal Anodes

哈工大卢松涛教授联合安徽大学鹿可教授、吉林大学张红研究员：具有高离子转移数的紫外原位聚合界面层用于长寿命锌离子电池

哈尔滨工业大学卢松涛教授团队报道了一种环保的、锌亲和性强且具有快速Zn ²⁺ 传输能力的有机界面层，该层由富含儿茶酚和丙烯酸基团的咖啡酸（CA）组成，能够通过可控的湿化学方法在锌负极表面迅速原位聚合。所得到的聚咖啡酸层包覆的锌（简称PCA@Zn）有效抑制了由活性水引起的锌腐蚀和枝晶生长，从而确保了锌负极的高界面稳定性。同时，人工界面层（AIL）通过调控Zn ²⁺ 的均匀分布，并通过丰富的酚羟基、羧基和亲锌的铜位点促进离子迁移，从而提高了锌电镀/剥离的高可逆性。因此，使用PCA涂层锌的对称电池在5.0 mA cm ^-2 的电流密度下实现了超过2200小时的稳定循环。并且PCA@Zn||I ₂ 全电池表现出优异的电化学可逆性和可忽略的自放电能力。这一设计为快速锌离子转移有机界面层的原位构建提供了一种新型策略，推动了水系锌离子电池的实际应用。

作者：Ruhan Zhao, Ziyu Feng, Rongqian Kuang, Zhijian Li, Ke Lu, Hong Zhang, Songtao Lu

DOI：10.1002/cnl2.194

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.194

Advanced Characterization Techniques for Probing Redox Reaction Mechanisms in High-Performance Li–S Batteries

昆明理工大学周江奇教授、马成伟副教授和李仲明副教授团队：先进表征技术解析高性能锂硫电池氧化还原反应机理

昆明理工大学周江奇博士团队全面总结了近年来在锂硫电池研究中应用的非原位和原位表征技术，包括同步辐射X射线吸收光谱（XAS）、原位拉曼光谱、透射电子显微镜（TEM）、时间飞行二次离子质谱（TOF-SIMS）以及新兴的神经网络分析和机器学习方法。这些技术为实时监测多硫化物的转化过程提供了强大工具，揭示了锂硫电池中的关键反应机制和动力学过程。还讨论了当前表征技术的局限性，例如分辨率不足、数据解释复杂等问题，并提出了未来研究方向，如开发更高分辨率的原位技术、结合多模态表征方法以及利用数据驱动的手段优化电池设计。通过系统总结这些技术的应用和成果，本文为高性能锂硫电池的开发提供了重要的理论依据和技术指导，推动了锂硫电池的商业化进程。

作者：Shilin Chen, Chengwei Ma, Zhongming Li, Jiangqi Zhou

DOI：10.1002/cnl2.70003

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.70003

A Comprehensive Review of the Research Progress on the Low-Temperature Performance of LiFePO ₄ Batteries

北京理工大学苏岳锋教授、陈来副教授、董锦洋博士后综述：磷酸铁锂电池低温性能研究进展

北京理工大学苏岳锋教授、陈来副教授和董锦洋博士后等人系统综述了磷酸铁锂电池低温性能的最新进展。本文首先介绍了导致磷酸铁锂电池低温失效的主要因素，随后分别介绍了不同维度的改性措施及其作用机制，包括优化电池设计以增强固有反应性以及采用加热技术提高外部反应温度，等等。综上，本综述讨论了低温环境下磷酸铁锂电池面临的挑战和局限，并介绍了磷酸铁锂电池从关键构成材料到电池组件等不同维度的最新研究进展，旨在推动磷酸铁锂电池在低温应用场景下的进一步发展。

作者：Rui Tang, Jinyang Dong, Chengzhi Wang, Aining Yin, Yun Lu, Ning Li, Wenjun Shen, Jinhua Zhang, Kang Yan, Guangjin Zhao, Bowen Li, Xi Wang, Yuelei Xu, Feng Wu, Yuefeng Su, Lai Chen

DOI：10.1002/cnl2.70001

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.70001

Microenvironment Modulation for Electronic Structure of Atomically Dispersed Ir Species in Metal–Organic Frameworks Toward Boosting Catalytic DCPD Hydrogenation Performance

北京科技大学王戈教授: MOFs微环境调节原子分散Ir物种的电子结构与DCPD的加氢性能

北京科技大学王戈教授团队通过MOFs微环境的调控，制备了系列具有不同金属氧团簇和有机配体的Ir@M-UiO-66-X的催化材料。实验表征结合理论计算证明：在众多金属氧团簇中，Ce氧团簇中独特的Ce ³⁺ /Ce ⁴⁺ 电子结构可以促进电子转移，此外，有机配体中引入具有吸电子基团可以提高Ce ³⁺ /Ce ⁴⁺ 中Ce ⁴⁺ 的比例，进一步增强电子向载体的转移能力。不仅如此，具有低电子密度的Ir物种具有更高的d带中心，与底物分子的轨道重合增大，促进了活性中心对底物分子的吸附，最终获得了更好的催化能力。该工作为高密度航油合成用催化剂的设计提供了新方向。

作者：Tao Ban, Lingjing Yu, Rushuo Li, Changan Wang, Jing Lin, Juan Chen, Xinmeng Xu, Zhenghao Wang, Hongyi Gao, Ge Wang

DOI：10.1002/cnl2.70004

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.70004

Imaging the Electrochemical Processes by Single-Molecule Fluorescence Microscopy

中国科学院长春应用化学研究所徐维林研究员：单分子荧光显微镜成像电化学过程

中国科学院长春应用化学研究所徐维林教授团队简要总结了近几年SMFM在电化学过程中的代表性应用，例如析氢反应、析氧反应、氢氧化反应、氧还原反应以及其他电化学反应过程的超分辨成像，希望通过这篇文章让研究者们了解单分子方法在电化学中的实际研究进展。并且提出了SMFM在电化学过程表征中依然存在的问题，比如探针和电极的局限性、数据分析耗时耗力等。针对当前这些问题，提供了解决方案与策略。

作者：Fei Huang, Dezheng Zhang, Xuanhao Mei, Bowei Zhang, Jinpeng Bao, Ping Song, Ce Han, Weilin Xu

DOI：10.1002/cnl2.70002

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.70002

Progress on Fe-Based Cathode Materials for Sodium-Ion Batteries

北京理工大学吴锋院士/刘琦研究员：铁基钠离子电池正极材料最新进展

该文章全面总结了近年来钠离子电池铁基正极材料的研究进展，涵盖了层状氧化物、聚阴离子化合物以及普鲁士蓝类材料的最新研究成果。文章详细讨论了这些材料的合成方法、电化学性能及结构特征，分析了不同材料体系的优缺点，并提出了优化策略。此外，该研究还针对铁基正极材料在循环稳定性、充放电性能等方面的技术瓶颈进行了深入探讨，为未来低成本、高性能钠离子电池的设计提供了重要参考。

作者：Muhammad Hassan, Yanshuo Zhao, Qi Liu, Wenxiu He, Syed Ali Riza, Daobin Mu, Li Li, Renjie Chen, Feng Wu

DOI：10.1002/cnl2.70000

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.70000

Nickel Regulating Endows Fe ₇ Se ₈ With Stable Potassium-Ion Storage

湖南大学朱建教授和陈皓教授: 镍调控助力Fe ₇ Se ₈ 稳定的钾离子存储

湖南大学朱建教授和陈皓教授团队通过一步热解策略设计并制备了具有双层N掺杂碳结构的Ni掺杂的Fe ₇ Se ₈ （Ni-Fe ₇ Se ₈ @DNC）。在Fe ₇ Se ₈ 中引入镍原子可以重新分配局域电子密度，扩大层间距，提高电子导电性，从而实现更快的K ⁺ 的插入/脱出。此外，双层碳结构可以有效地克服体积膨胀，保护Fe ₇ Se ₈ 在循环过程中不被破坏，因此，Ni-Fe ₇ Se ₈ @DNC电极稳定性超过1年，在0.1 A g ⁻¹ 下循环1000次后具有464.8 mAh g ⁻¹ 的高可逆容量，并表现出出色的倍率性能。一系列实验结果和密度泛函理论（DFT）计算表明，Ni掺杂优化了Fe ₇ Se ₈ 的电子态，显著提高了其固有电导率和反应动力学。本研究为开发先进的储钾材料提供了一条新的途径。

作者：Qingyi Zhao, Fangrui Yu, Yizhi Yuan, Song Chen, Wei Chen, Hongli Deng, Xiangdong Guo, Hongtao Sun, Hao Chen, Jian Zhu

DOI：10.1002/cnl2.70007

链接：https://doi.org/10.1002/cnl2.70007