5月第4期《封面大賞》專欄收錄2021年5月第4周Advanced材料科學類頂刊上發表的關于能源轉化與存儲的封面文章。
香港大學郭正曉教授團隊及合作者綜述了為金屬有機框架化合物（MOF）造孔方法的研究進展。孔容、孔徑分布、孔空間分布等因素會影響MOF電極材料的離子擴散和電荷傳導，極大地決定了MOF電極電化學性能。本文從MOF材料的設計、合成、后處理等方面全面總結了MOF及其衍生物材料產生孔并調控孔結構的策略。文章首先分析了孔結構對于MOF電化學儲能電極的重要性。接著分為MOF和MOF衍生物兩類，詳細介紹了從結構設計、材料合成到產物后處理過程的造孔策略與典型例子。綜述還收錄了多孔MOF材料在超級電容器和離子電池中的應用實例。本文是了解多孔MOF材料前沿進展的絕佳參考資料。
畫面中央開窗里展示了三種MOF材料的晶體結構及穿梭其中的離子，對應了文章綜述對象。左上角有一只手正拿著MOF框架單元，代表從分子結構水平上調控MOF結構。右上角閃電和右下角汽車可能呼應了電化學能源存儲的背景。畫面左下角隱約可見一個MOF晶體結構模型。
新加坡南洋理工大學能源研究所（Nanyang Technological University Energy Research Institute）團隊探究了鈣鈦礦材料的制備方式對材料熱穩定性的影響。作者們利用共蒸發沉積法合成出的MAPbI3鈣鈦礦材料在無任何保護層存在、85°C下工作3600小時后，仍能保持近80%的能量轉換效率，顯示出優異的熱穩定性。而基于溶劑中反應合成的相同鈣鈦礦材料則對高溫敏感，性能衰減迅速。基于實驗結果，作者們認為鈣鈦礦材料的合成方法對其熱穩定性影響巨大。致密、無應力的薄膜結構是優良熱穩定性的關鍵。
落日余暉下室內高溫難耐。此時，兩個燒杯中盛裝的粉末散發出來互相交融，鈣鈦礦材料便應運而生。該構圖不僅指示了本工作涉及的共蒸發沉積合成方法，還表達了所合成的鈣鈦礦材料耐高溫的最大亮點。
沙特阿卜杜拉國王科技大學（King Abdullah University of Science & Technology）Pascal E. Saikaly教授和Srikanth Pedireddy博士等人合作，報道了一種利用產電細菌胞外電子轉移過程合成單原子催化劑的方法。該合成方法的核心是利用產電菌Geobacter sulfurreducens代謝過程中產生的細胞外電子還原附著在細菌表面的金屬離子。由于金屬離子與細菌表面細胞色素c存在配位作用，最終實現以單原子方式沉積金屬。所形成的金屬單原子與相鄰三個氮原子配位，均勻分布于細菌表面。此法可用于合成Fe、Ir、Pt、Ru、Cu、Pd等金屬單原子催化劑。其中Ir催化劑是一種優秀的水分解催化劑，OER與HER催化性能分別媲美IrO2與Pt(10 wt.%)/C催化劑。
畫面下方的紅色細菌表面附著許多黑色金屬單原子，直觀體現出借用細菌之力合成催化劑的主題。這些金屬單原子正將水分子分解為氧氣和氫氣，對應了水分解催化性能。電流可能指代兩層含義：1）利用產電菌胞外電子轉移過程制備單原子金屬催化劑；2）電催化應用。
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