超过1400 h，几乎无性能衰减！他，师从李亚栋院士，联合王定胜/王子运，新发EES！

4天前 • 催化顶刊, 顶刊解读

研究概述

精准调控RuO₂基催化剂的电子转移能力以及Ru-O共价性，对于解决质子交换膜水电解槽（PEMWEs）中基于RuO₂的酸性析氧反应（OER）催化剂性能不足的问题至关重要，且极具挑战性。

2025年3月13日，西北工业大学韩云虎联合奥克兰大学王子运在国际知名期刊Energy & Environmental Science上发表了题为《Optimal selection of RuO₂ for durable oxygen evolution reactions in acid by continuous regulating of Ru-O covalency》的研究论文。

在本文中，作者选择了与Ru原子半径相近的Cr元素，对RuO₂进行连续掺杂，并通过调节Cr含量，实现对RuO₂基催化剂的电子转移能力和Ru-O共价性的连续调控，从而优化RuO₂基催化剂的活性和稳定性。

实验结果发现，Cr掺杂的RuO₂催化剂（Cr_xRu_1-xO₂）的酸性OER稳定性随着Cr掺杂量的逐渐增加呈现先增加后降低的趋势，这一趋势几乎与理论计算预测的Ru-O共价性变化一致。

当Cr/Ru比例为0.31/0.69时（Cr含量与理论预测相近），RuO₂基催化剂（Cr_0.31Ru_0.69O₂）展现出最佳稳定性，在10 mA cm^-2的电流密度下稳定运行超过1400 h，几乎无性能衰减。

此外，由于该催化剂还具有最佳的电子转移能力，其活性也最高，仅需176 mV的过电位即可达到10 mA cm^-2的电流密度。

更重要的是，当该催化剂应用于PEMWEs阳极时，能够在300 mA cm^-2的电流密度下稳定运行至少2300 h，充分证明了其在实际应用中的巨大潜力。

图文解读

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图1：Cr_xRu_1-xO₂的合成与形貌表征

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图2：酸性电解液中的电催化OER性能

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图3：电子价态和局域原子结构表征

文献信息

Li X., Chen G., Liu Y. et al. Optimal selection of RuO₂ for durable oxygen evolution reactions in acid by continuous regulating of Ru-O covalency.Energy Environ. Sci.,(2025), https://doi.org/10.1039/D4EE04861J.

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陕西师范大学向万春EES：无机钙钛矿的全面结晶延迟用于高性能倒置型太阳能电池
2小时前
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倒置型无机钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其理想的带隙和优异的热稳定性，是串联配置的理想顶级电池。然而，在环境空气中，无机钙钛矿薄膜加工过程中水分诱导的快速结晶难以控制。

基于此，2025年3月21日，陕西师范大学向万春、中国科学院大连化学物理研究所刘生忠等人在国际知名期刊Energy & Environmental Science发表题为《Comprehensive crystallization retardation of inorganic perovskite for high performance inverted solar cells》的研究论文。

在此，作者报告了一种结晶延迟方法，通过在钙钛矿前驱体溶液中加入丙烯腈 – 甲基丙烯酸甲酯共聚物（AMAC）来制备无机钙钛矿薄膜。

首先，AMAC与前驱体溶液之间的强相互作用导致胶体尺寸增大，延缓了在退火过程中二甲基亚砜（DMSO）的挥发，并推迟了相变。

其次，AMAC与二甲胺（DMA⁺）之间的相互作用减缓了与Cs⁺的离子交换。这些相互作用延缓了钙钛矿的结晶，增加了晶粒尺寸，并减少了残余应力。结合AMAC中的官能团，AMAC的加入减少了钙钛矿薄膜中的缺陷，调节了界面能级，延长了载流子寿命，并抑制了碘离子的迁移。

最终，采用AMAC的倒置型（p-i-n）和常规型（n-i-p）PSCs的光电转换效率（PCE）分别达到了21.7%和21.8%，而未封装的器件在最大功率点跟踪和连续运行2500小时后仅表现出8%的效率衰减。

Comprehensive crystallization retardation of inorganic perovskite for high performance inverted solar cells, Energy & Environmental Science, 2025.https://doi.org/10.1039/D5EE00149H
中科大余彦EES：引入锂缺乏层和界面限制催化实现富锂锰基氧化物中表面氧物种的可逆氧化还原
2小时前
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富锂锰基氧化物（LRMO）是一种极具潜力的下一代候选正极材料，其放电比容量超过300mAh/g。这种卓越的比容量归因于过渡金属和晶格氧的协同氧化还原活性。然而，LRMO中晶格氧的过度氧化会导致容量衰减、严重的晶格应变以及氧氧化还原反应动力学缓慢。

基于此，2025年3月21日，中国科学技术大学余彦等人在国际知名期刊Energy & Environmental Science发表题为《Incorporating Lithium-Deficient Layer and Interfacial-Confined Catalysis Enables the Reversible Redox of Surface Oxygen Species in Lithium-Rich Manganese-based Oxides》的研究论文。

在此，作者在LRMO表面引入了一层锂缺乏层和一种由二氧化钌（RuO₂）促进的界面限制催化网络（记为Ru-1）。锂缺乏层通过在原子水平上减少Li-O-Li构型，有效钝化了表面晶格氧。

由RuO₂促进的界面限制催化网络成功捕获了微量丢失的晶格氧，并催化了活化氧物种的可逆还原。

这种结构在0.1C下实现了307mAh/g的比放电容量，并在1C下循环300次后保持了97%的出色容量保持率。

Ru-1||石墨软包电池在C/3下循环450次后展现出85%的卓越容量保持率，而Ru-1||锂软包电池则表现出513Wh/kg的高能量密度。

本研究采用的锂缺乏层和界面限制催化策略为保护LRMO表面并增强氧的可再利用性提供了新的见解。

Incorporating Lithium-Deficient Layer and Interfacial-Confined Catalysis Enables the Reversible Redox of Surface Oxygen Species in Lithium-Rich Manganese-based Oxides, Energy & Environmental Science, 2025.https://doi.org/10.1039/D5EE00430F
安徽大学苏建伟AEM：具有碳配位的低配位镍单原子催化剂实现高效的二氧化碳电还原
2小时前
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本质上，电催化二氧化碳还原反应（CO₂RR）过程中的二氧化碳到一氧化碳的转化涉及两个关键的活性中间体：*COOH和*CO。对于基于镍（Ni）的CO₂RR催化剂，*COOH的吸附与*CO的脱附之间的平衡是一个挑战。高氧化态的镍位点无法为CO₂的活化以及随后的*COOH吸附提供足够的电子；相反，富含电子的金属镍位点与*CO之间的π反馈键合过于强烈，从而阻碍了*CO的脱附。

基于此，2025年3月21日，安徽大学苏建伟、中国科学院宁波材料技术与工程研究所陈亮、中国科学技术大学陈乾旺等人在国际知名期刊Advanced Energy Materials发表题为《Low-Coordinated Ni Single Atom Catalyst with Carbon Coordination for Efficient CO2 Electroreduction》的研究论文。

本研究报道了一种低配位的镍单原子催化剂（SAC），其具有碳配位的低配位结构，从而在其镍位点处实现了适度的电子耗竭。

这种镍单原子催化剂在H型电解池中实现了高达99.1%的一氧化碳选择性。此外，在液流池中，它在较宽的电流密度范围内保持了接近100%的超高一氧化碳选择性，并且在250 mA cm⁻²的大电流下可持续稳定运行20小时。

原位表征结果和密度泛函理论（DFT）计算均证实了这种低配位结构的双重功能：它既增强了*COOH的吸附，又同时促进了随后*CO的脱附，从而极大地推动了整个CO₂RR过程。

Low-Coordinated Ni Single Atom Catalyst with Carbon Coordination for Efficient CO2 Electroreduction, Adv. Energy Mater., 2025.https://doi.org/10.1002/aenm.202500283
上海交通大学张万斌Angew：金属催化的不对称加氢反应中的弱吸引力非共价相互作用
2小时前
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尽管在检测方面存在挑战，导致催化剂与底物之间的弱吸引力非共价相互作用（特别是CH/π⋯HC/π和CH···O/N接触）在历史上一直未被充分重视，但最近其在不对称加氢反应中重新引起了关注。越来越多的证据强调了这些相互作用在提高反应活性和/或对映选择性方面的重要作用，尤其是在利用地球丰富过渡金属的可持续催化体系中。

基于此，2025年3月21日，上海交通大学张万斌等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Weak Attractive Non-Covalent Interactions in Metal-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation》的研究评论。

本篇简评总结了在H₂气氛下，由贵金属和地球丰富金属配合物催化的不对称加氢反应的最新进展，重点关注CH/π⋯HC/π和CH···O/N非共价相互作用在提高反应活性和/或对映选择性方面的作用。鉴于这些非共价相互作用的弱吸引力特性，预计这将有助于设计新型手性过渡金属催化剂，并开发出更高效的不对称加氢体系，以实现多种手性化合物的大规模合成。

Weak Attractive Non-Covalent Interactions in Metal-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation, Angew. Chem. Int. Ed., 2025.https://doi.org/10.1002/anie.202425589
北化所王吉政Angew：通过原位聚合构建双链共聚物网络，助力实现高稳定性和低铅泄漏风险的钙钛矿太阳能电池
2小时前
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由于低成本和高效率的优势，铅卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）取得了显著进展。

然而，PSCs的长期稳定性和铅毒性仍然是其进一步商业化的巨大挑战。

基于此，2025年3月20日，中国科学院化学研究所王吉政等人在国际知名期刊Angewandte Chemie International Edition发表题为《Double-Chain Copolymer Network via In Situ Polymerization Enables High-Stability and Lead-Safe Perovskite Solar Cells》的研究论文。

在此，作者设计了一种具有光敏特性的多功能添加剂PAE，以克服这些困难。

通过紫外线（UV）光诱导的原位聚合，可以构建独特的双链共聚物网络。

聚合物链中的多个活性位点可以钝化各种缺陷并增强电荷传输。

同时，庞大的网络为钙钛矿提供了有效的防护，稳定了内部结构并抵御恶劣的外部环境，从而延缓了器件的降解，并最大程度地抑制了有毒铅的泄漏。

值得注意的是，受该网络保护的器件实现了26.20%的最高光电转换效率（PCE，经认证为25.69%），未封装的器件抑制了80%的铅泄漏，而在潮湿和热环境（65°C和85%相对湿度）下，封装的器件在1000小时后仍保持了初始PCE的93%。

Double-Chain Copolymer Network via In Situ Polymerization Enables High-Stability and Lead-Safe Perovskite Solar Cells，Angew. Chem. Int. Ed.，2025. https://doi.org/10.1002/anie.202425578