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具有擴展層間距的雜原子摻雜碳材料作為鈉離子電池(SIBs)的正極材料已得到廣泛的研究。然而，如何進一步擴大層間間距，揭示雜原子摻雜對碳納米結構的影響，以開發更高效的SIB正極材料，還有待進一步探索。

近日，阿德萊德大學喬世璋課題組成功制備了一系列富含氮元素，層數較少且層間距可調（0.45-0.51nm）的石墨烯（N‐FLG），制備方法是在不同高溫（T = 700、800和900℃）下以鋅為催化劑退火石墨化氮化碳。更重要的是，文章發現雜原子氮與合成材料的層間距也表現出了一定的相關性— 吡咯烷酮N對石墨烯層間間距增大的影響，這是因為它具有更強的靜電斥力。其中N‐FLG‐800在層間距、氮摻雜和導電性方面達到了最佳性能。當N‐FLG‐800被用作SIBs的正極材料時，顯示出卓越的鈉離子存儲性能，具有超高的速率能力(40 A g?1時為56.6 mAh g?1)和優異的長期穩定性(2000圈循環后0.5 A g?1時為211.3 mAh g?1)。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201901261

二維納米材料以其獨特的結構特點和優異的物理化學性能，在能量轉換方面具有廣闊的應用前景。開發有效的方法合成結構和形貌可控的二維納米結構材料是至關重要的。限域生長這一新興的概念被認為是設計和合成新型二維納米結構材料的一個有前途的策略。

南洋理工大學張華和北京化工大學的衛敏與邵明飛課題組共同總結了近年來以層狀材料為基體 (又稱“納米反應器”)限域合成二維納米結構材料的研究進展。利用這些層狀基體的空間約束和表面約束效應，成功合成了多種結構良好的二維納米材料，包括二維金屬、二維金屬化合物、二維碳材料、二維聚合物、二維金屬有機骨架(MOFs)和共價有機骨架(COFs)以及二維碳氮化物。文章介紹和討論了這些二維材料在電催化中的廣泛應用(如電化學氧/氫演化反應、小分子氧化和氧還原反應)。最后，從設計新材料和探索實際應用的角度，評述了二維約束合成的挑戰和前景，這將推動這個快速發展的領域在基礎研究和最終工業化方面取得更大的成功。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201900486

碳材料豐富的表面化學信息和邊緣結構引起了人們對催化的極大興趣。對于析氧反應(OER)，由于各種共存的邊緣構型的復雜性以及碳腐蝕與碳催化之間的爭議，碳材料的邊緣效應很少得到詳細的研究。

在本篇工作中，以結構-功能關系為重點，以指定構型(Z字型和扶手椅型)的多環芳烴(PAHs)為模型分子，研究了在OER中常見的碳活性邊緣位點的確切作用。多環芳烴的Z形構型被確定為OER的活性位點，同時在一定電位下也表現出顯著的穩定性。此催化劑的的TOF值為0.276 s^-1 / 0.1 M KOH。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201902884

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單原子以其最大的原子利用率、高效率和良好的選擇性，在能量轉換和存儲領域受到廣泛關注。此外，它們獨特的電子結構可以提高活性位點的內在活性。然而，單原子表面高自由能不可避免地導致其嚴重聚集，導致催化活性下降，循環壽命較差。為了解決這些問題，需要開發高表面積的載體來降低單個原子的加載密度，進一步降低表面自由能。此外，設計這些載體的活性位點還可以調節單原子的化學配位，提高它們的催化性能。石墨烯具有表面積大、導電性好、表面性能可調等優點，被廣泛應用于原子金屬催化劑的負載。

南開大學的陳軍和牛志強課題組首先概括了石墨烯負載單原子催化劑的制備策略和表征方法。接著，詳細討論了單原子催化劑在氧還原反應、析氧反應、析氫反應、二氧化碳還原、甲烷氧化等方面的電化學應用。最后，對單原子催化劑的制備和應用前景進行了展望。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.201800443

水性鋅離子電池因其經濟可行性和潛在的高能量密度而受到廣泛關注。然而，由于枝晶形成和自腐蝕等原因，傳統電解液中鋅陽極的充電能力較差，阻礙了其實際應用。

京都大學的徐強課題組提出了一種由無機鋅鹽和水組成的鋅熔融水合物作為電解質添加劑，成功解決了上述問題。在該電解質中，實現了無枝晶的Zn沉積/溶解反應，庫侖效率高達≈99%，且長期穩定，無CO2中毒。所得到的鋅空氣電池在30℃下循環100圈之后仍保有1000 的容量。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201900196