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第一作者：石文辉&刘瀚文 通讯作者：夏宝玉&姚永刚 通讯单位：华中科技大学 成果简介 异质结构催化剂是能量转化和储存的关键。然而，在保持对不同成分的精确控制的同时，扩大它们的合成规模是一项挑战。为此，华中科技大学姚永刚和夏宝玉团队介绍了金属和碳之间的氧化电位差异作为设计多元素异质结构的热力学因素。为实现多元素异质结构催化剂的一步合成和连续生产，开发了一种卷对卷碳热冲击技术。该方法可合成多种异质结构催化剂，从单一元素到高熵合金、氧化物及其组合。此外，动力学可调性可以精确控制元素分布，并有助于识别不同的元素区域，以指导异质结构催化剂的精细定制。作为概念验证，作者演示了快速筛选PtCo@La-TiO2用于碱氢演化。本研究提出了一种快速合成、筛选和连续生产多元素异质结构催化剂的先进技术。 感谢华中科技大学姚永刚和夏宝玉团队（第一作者：石文辉）供稿！ 本文所用 AEM电解槽 由武汉之升新能源有限公司提供  研究背景 异质结构多元素催化剂已广泛应用于各种工业过程中。而活性金属主要作为催化剂，调节吸附和关键的反应步骤，氧化物载体起着至关重要的作用，而不仅仅是分散和稳定。通过相互作用，如强金属-支撑相互作用，氧化物作为助催化剂，增强活性和稳定性。然而，传统的制造方法，如浸渍、吸附、沉淀或离子交换，依赖于多步骤过程，往往导致活性组分之间的界面定义不清。由于潜在的金属聚集和不均匀分布，后续的处理步骤，包括洗涤、干燥和煅烧，可能进一步损害活性位点的可达性和对金属-载体相互作用的控制。虽然在开发多元素合金和氧化物催化剂方面取得了进展，但对其异质结构中热力学相的形成和特定界面的设计仍然知之甚少。这种知识差距限制了许多有前途的催化剂的可扩展性和实际应用。越来越复杂的多元件系统和缺乏有效的大规模制造方法进一步加剧了这一限制。   核心内容 1. 异质结构催化剂的卷对卷合成 图1a简要地说明了通过卷对卷CTS方法快速和跨规模地制造多元素异质结构催化剂。合金和氧化物组成的混合前驱体滴在碳布（CC）上，对其进行诱导焦耳加热。高温CTS使金属和氧化物的合金化均匀，但金属和氧化物之间的自动相分离发生，这是由金属和碳之间的氧化电位差引导的。多元素异质结构催化剂利用原位快速高温工艺，在瞬间形成界面紧密的催化剂。 如图1b所示，装载金属盐前驱体的商用CC以7...

第一作者：马劲 通讯作者：纪亚 通讯单位：上海交通大学成果简介本研究针对液流电池能量密度挑战，上海交通大学纪亚副教授课题组联合大连化物所张长昆研究员和吉林大学张霏霏副教授基于氧化还原靶向（RT）概念开发了一种pH中性的高能量密度蒽醌基靶向液流电池。该工作在氧化还原介体分子蒽醌-2,7-二磺酸二钠盐（2,7-AQDS）与固相材料聚(2,5-二羟基-1,4-苯醌-3,6-亚甲基)（PDBM）间成功设计了具有双电压平台特征的单分子氧化还原靶向（SMRT）反应体系，融合了单分子RT与双媒介体RT体系的优势。该靶向液流电池展现出优异的电池性能，包括容量密度97.1...

  第一作者：李瑞&杨荣&李倩 通讯作者：张兵 通讯单位：天津大学理学院成果简介在水中电化学氢解硝基甲烷可以为获取甲胺提供一条可持续的绿色合成途径。然而，由于中间体N-甲基羟胺的N-O键活化效率低下，导致甲胺的选择性目前低于10%。该研究设计了低配位铜电催化剂，能够以99%的选择性和97%的法拉第效率，在低电位下将硝基甲烷转化为甲胺。低配位铜在N-甲基羟胺吸附时会诱导产生一个大偶极矩，从而促进N-O键的氢解。改变pH值会改变反应的决速步，导致甲胺的产率呈现出pH依赖的火山型趋势。在25...

第一作者：郭雷 通讯作者：郭雷&冷森林 通讯单位：铜仁学院成果简介锌枝晶的生长和“死锌”形成严重制约锌锰液流电池（Zn-Mn flow batteries，ZMFB）的循环稳定性。针对这一技术难题，铜仁学院郭雷教授团队创新性地提出利用尿素（Urea） 作为阳极电解液（anolyte）添加剂，通过重构锌离子溶剂化结构实现抑制枝晶生长。结果表明：尿素分子与Zn(OH)2− 4形成稳定的[Zn(OH)− 3(urea)]络合物可以有效地促进锌的均匀沉积，并且能够吸附于电极表面形成屏障层，抑制碱性环境下的自腐蚀与析氢副反应；阳极电解液添加0.1...

第一作者：敬杨天 通讯作者：王刚 通讯单位：四川大学成果简介磺化聚酰亚胺（SPI）因原材料易得、分子结构可灵活设计、合成工艺简单、热稳定性高和成膜性好等优点而成为高性能全钒液流电池（简称钒电池或VRFB）隔膜的候选材料之一。然而，SPI膜中的酰胺键不耐水解，且存在质子电导率和钒离子渗透率难以兼顾的共性问题。为了解决SPI膜质子电导率和钒离子渗透性之间的权衡问题，四川大学王刚博士&王瑞林教授团队设计了一种新型柔性癸烷链和刚性三叠烯基交联SPI（SPI-DH），该结构具有刚性扭曲基团和胺官能化网络。嵌入柔性癸烷链不仅增强了成膜能力，而且显著降低了水对酰亚胺键进行亲核攻击的可能性，从而提高了膜的水解稳定性。刚性的三叠烯结构增加了链间距和亲水疏水相分离，而胺基通过与磺酸盐基团形成氢键来传导质子，并构建交联网络以抑制钒离子渗透。SPI-DH-60具有0.101...

  第一作者：崔静 通讯作者：康鹏 通讯单位：天津大学成果简介基于Mn2+/MnO2正极反应的液流电池中，MnO2的不可逆溶解形成“死 MnO2”的问题会限制电池的容量、效率和循环寿命。本研究中，天津大学康鹏团队将含磺酸基和氨基的有机添加剂引入MnSO4电解液中，实现了可逆的Mn2+/MnO2过程，添加剂的引入对氢键和电极–电解质界面调节起着关键作用。具体而言，5-氨基-2-萘磺酸吸附在电极表面，增强了亲水性并确保了Mn2+的均匀沉积，同时与溶液中的Mn2+配位，破坏氢键并调节溶剂化结构，从而优化了电极界面和电解质动力学。锌–锰液流电池在40...

  第一作者：张红（吉林大学材料学院研究员） 通讯作者：杨春成&鹿可&宋斌 通讯单位：吉林大学/安徽大学/苏州大学成果简介水系多硫化物/铁氰化物液流电池受限于多硫化物的缓慢氧化还原动力学和不可控的穿梭效应，导致活性物质利用率低，阻碍其实际大规模化应用。在此，吉林大学杨春成&张红团队开发了一种瞄定双单原子Mn和Co活性催化位点的氮掺杂功能性碳毡。研究揭示“优化的双单原子d带模型”可以调节Mn和Co的d带中心匹配Na2S2的LUMO和Na2S的HOMO之间的能隙，从而实现双向加速及协同催化Na2S2还原及Na2S氧化过程。此催化效果在正极电极液中铁氰化物的氧化还原过程也得到验证。组装的Fe-S液流电池在20...

  第一作者：钱彭华 通讯作者：钱彭华，张农，宋明 通讯单位：徐州工程学院成果简介为解决磺化芳香族高分子质子交换膜（PEMs）中质子电导率与钒离子渗透性之间的矛盾，本研究制备了一种基于磺化聚醚醚酮（SPEEK）的杂化膜（S/SGN），其中引入了具有三角形纳米孔结构的两性石墨相氮化碳纳米片（SGN）。该SGN纳米片通过在石墨相氮化碳（g-C₃N₄）表面接枝1,4-丁烷磺内酯制得。结构表征表明，三角形纳米孔结构、氨基、亚氨基及磺酸官能团，以及SGN与聚合物基体之间形成的酸碱相互作用，共同赋予了S/SGN杂化膜优异的物理化学性质与电池性能。值得注意的是，含1...

  第一作者：彭子航&杨坤龙 通讯作者：李彬 通讯单位：天津大学成果简介离子交换膜是决定氧化还原液流电池（RFB）系统能量效率的一个关键参数，其既能促进离子的快速传输，又能防止氧化还原活性物质的交叉扩散。与阴离子交换膜（AEM）相比，阳离子交换膜（CEM）具有更高的化学稳定性、更成熟的制造工艺和更低的制造成本。然而，由于唐南效应（Donnan...