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近期，Wiley旗下Advanced材料科學類三大期刊（AM、AEnM、AFM）上發表了哪些有關能源轉化與存儲的封面文章呢？

小編給大家帶來速報，掃描二維碼呈現原文摘要。

電化學能源存儲類

超級電容器

德國慕尼黑工業大學（Technical University of Munich）Roland A. Fischer教授率領的科研團隊報道了一種超級電容器電極材料。

該電極材料由兩部分組成：其一為帶有氨基的UiO-66金屬框架化合物；其二是表面羧基化的石墨烯。這兩種材料經氨基與羧基縮合形成酰胺鍵相連。酰胺鍵為電子在材料間離域提供通道，有助于電荷在電極整體中快速傳導，從而提升電極材料倍率性能與充放電循環穩定性。2 A/g電流密度下，電極電容達到651 F/g，遠高于相同測試條件向下單一石墨烯電極展現的電容。該電極材料（正極）可與Ti₃C₂T_x MXene（負極）配對制備非對稱超級電容器。所得器件最大能量密度73 Wh/kg，最大功率密度16 kW/kg。

封面主體呈現了文章報道的非對稱超級電容器結構示意圖。下方為UiO₂-66/石墨烯復合正極，上方為Ti₃C₂T_x MXene負極。中間散布的藍色小球為Na⁺，紅黃色小球為SO₄^2-，都是電解液中的離子。背景隱約有綠色電池充電符號，對應電能存儲應用。

堿金屬離子電池

加拿大康考迪亞大學（Concordia University）Zhibin Ye教授課題組報道了二取代硝基苯作為堿金屬離子電池有機正極材料。

作者們發現鄰、間、對二硝基苯都有氧化還原活性，苯環上的兩個硝基均可分別經歷兩步陰離子化、吸引堿金屬離子的過程。實驗結果表明負載在微孔碳中的對二硝基苯電化學性能最優，在鋰、鈉、鉀離子電池中電容量分別為620、573、536 mAh/g（50 mA/g）。本工作為二次電池有機電極材料開拓了新發展方向。

在碧海藍天的映襯下，一節使用對二硝基苯正極的鋰離子電池正在工作。畫面右下方展示了對二硝基苯與鋰離子發生氧化還原反應過程時的分子結構變化，即對二硝基苯儲Li⁺機理。

催化類

熱催化固氮

東京工業大學（Tokyo Institute of Technology）Hideo Hosono教授、Masaaki Kitano教授及其同事報道了一種新型低溫固氮催化劑——負載銣金屬納米顆粒的鑭金屬羥基氧化物（Ru/LaH_3-2xO_x）。

相比于負載Ru的鑭氧化物（Ru/La₂O₃），Ru/LaH_3-2xO_x催化固氮的起始溫度降低了100 °C，為~160 °C。該優異熱催化性能得益于催化劑表面H^–離子的快速遷移，誘導形成具有低功函、位于催化劑表面的電子，并產生對H₂毒化和NH₃氮化的抗性。H^–表面快速遷移過程同樣能提升Ru/CeH_3-2xO_x催化劑的低溫固氮性能。

封面表現的是Ru/LaH_3-2xO_x催化合成氨的示意圖。下方白-藍-紅相間的晶體代表LaH_3-2xO_x。紫色球簇為負載的Ru納米金屬顆粒。Ru顆粒旁邊有放電位點，代表H^–離子。N₂分子經過該位點上方后轉變為NH₃，說明H^–離子所在位置為形成氨的活性位點。整個催化劑似乎模擬成漂浮在浩瀚宇宙中的一顆星球，難道是作者們立志將他們的成果推向全宇宙？

太陽能電池類

鈣鈦礦太陽能電池電極材料

來自韓國的科研團隊發表了關于鈣鈦礦太陽能電池空穴傳導材料（HTM）在激發態下的電學性質研究成果。

由于太陽能電池需要在光照下工作，因而其電極材料工作時一般處于激發態。實驗結果表明，激發態HTM的躍遷偶極矩（transition dipole moment）及HTM分子層面的聚集可產生協同效應，提升太陽能電池性能。此外，調控HTM層的光學性質，使之吸收紫外線能量有助于延長鈣鈦礦活性材料的使用壽命。

封面主體為一個太陽能電池結構示意圖。本文涉及的HTM位于黃色鈣鈦礦晶體層與上層灰白色Ag金屬層之間，負責傳導鈣鈦礦材料光照后產生的空穴（紅色小球）。下方閃電代表太陽能電池將光能轉化為電能。

鈣鈦礦太陽能電池

埃及紐卡斯爾能源中心（New Castle Energy Centre）Gregory J. Wilson博士、湖北大學王賢保教授課題組及其同事綜述了鈣鈦礦電池中無機電子傳遞材料的研究進展。

電子傳遞層是太陽能電池的重要組成部分，負責將光活性材料光照后產生的電子導出到外電路。本綜述總結了三種研究最為廣泛的無機電子傳遞材料——TiO₂、SnO₂、ZnO，分別從材料制備以及在串聯太陽能電池中的應用展開。此外，綜述還討論了電子傳遞過程對太陽能電池J-V滯回和長期性能穩定性的影響。

畫面主體有三個太陽能電池。近處電池的粉色鈣鈦礦層與灰色電子傳導層界面被放大。放大圖中可見鈣鈦礦晶格中有藍白色的電子穿行，對應綜述主題。

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/10/24/acac4d3571/

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