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能源高分子 最新动态

高分子在能源里的进展:固态电解质与聚合物电解质、电池隔膜与粘结剂、离子传输机理与界面稳定性的进展。

168 条精选近 30 天 168 条共收录 257 条

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精选归档 · 第 6 页

10月9日周五第 101–120 条
  1. Angewandte Chemie International Edition62

    冠醚多孔液体电解质解耦锌硫电池的氧化还原动力学与稳定性

    研究团队设计了一种冠醚基多孔液体电解质,通过大环主体的结构双重性调控微环境,使部分 Zn2+ 的局部溶剂化环境重构,同时以位阻限制多碘化物的缔合与可及性。该电解质在 0.2 A g⁻¹ 下实现 0.77 V 的放电平台(vs Zn2+/Zn)和 0.38 V 的电池极化,并在 1 A g⁻¹ 下 1000 次循环保持 89% 容量,同时缓解介体诱导的锌腐蚀。

    推荐理由:原文给出冠醚多孔液体电解质在锌硫电池中的放电平台与循环数据,可据此判断其解耦氧化还原动力学与稳定性的设计思路。

  2. Advanced Functional Materials62

    季铵化木质素改性 PVDF-HFP 凝胶电解质实现高 Na⁺ 电导与富 NaF SEI

    研究将季铵化木质素(QAL)引入聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)基凝胶聚合物电解质,利用 QAL 缺电子的季铵基团锚定阴离子、促进 NaTFSI 解离以提高 Na⁺ 电导,同时借助其 π 共轭骨架向反应位点转移电荷,促进 TFSI⁻ 分解并形成稳定的富 NaF SEI。

    推荐理由:季铵化木质素同时锚定阴离子并促进 TFSI⁻ 分解,为凝胶电解质兼顾离子电导与稳定 SEI 提供了一条设计思路。

  3. Advanced Functional Materials62

    碳点错位堆叠构筑富缺陷硬碳,钠离子电池负极实现365.0 mAh g⁻¹与85.06%首效

    研究以碳点作为过渡构筑单元,通过外围脂肪链的扩散限制诱导刚性酯交联,实现前驱体的错位堆叠,得到富含缺陷的乱层结构硬碳并含大量闭孔。优化后的负极比容量为365.0 mAh g⁻¹,首次库仑效率85.06%。作者提出孔壁缺陷介导的钠团簇成核机制,认为空位相关位点促进局部电荷转移,孔壁抑制阻碍电荷转移的SEI生成,从而诱导准金属钠团簇形成。

    推荐理由:原文给出碳点错位堆叠构筑富闭孔硬碳的路线,以及365.0 mAh g⁻¹容量与85.06%首效的对应关系。

  4. Advanced Functional Materials62

    TADF辅助激子管理实现高效稳定的近红外自由基发光二极管

    研究对比了激基复合物参考体系与TADF架构,发现电荷平衡与光致发光效率之间存在由激基复合物介导激发路径带来的权衡。借助TADF材料的高效能量转移并保持电荷平衡,器件在804 nm处实现8.1%的外量子效率,在100 mA cm−2高电流密度下EQE仍超过5%。耦合Poisson与漂移-扩散模拟与实验吻合,表明高电流密度下的滚降主要来自空穴对双重态激子的猝灭。

    推荐理由:通过对比激基复合物与TADF两种主体架构,给出近红外自由基发光二极管在高电流密度下效率滚降的成因与抑制思路。

  5. Advanced Functional Materials62

    无碳 LiFePO4 填充 PVDF 复合固态电解质用于稳定锂金属电池

    研究设计了一种无碳 LiFePO4(LFP)/PVDF 复合固态电解质,将 LFP 本征低电子电导率从正极应用的限制转化为电解质优势,作为电子绝缘无机填料抑制电子传输并借助丰富的 LFP/PVDF 界面促进 Li+ 迁移。

    推荐理由:原文给出无碳 LFP 填充 PVDF 固态电解质的离子电导率与界面稳定性数据,可据此判断该填料策略的适用区间。

  6. Journal of the American Chemical Society62

    用 MLIP 识别描述符调控无氟液晶聚环氧氯丙烷膜的孔道限域与化学

    研究优化了一种无氟、可持续且低成本的液晶聚环氧氯丙烷膜,用于质子交换膜。团队基于第一性原理计算得到的机器学习原子间势(MLIP)开展大规模分子动力学,识别出决定质子迁移的关键描述符,发现质子传递受水限域与内部孔道化学的共同调控。据此改性活性官能团使其直接参与质子扩散过程,膜内扩散速率提高三倍,更接近 Nafion 水平。

    推荐理由:原文用 MLIP 分子动力学识别质子迁移关键描述符,并据此改性无氟液晶聚环氧氯丙烷膜,为无氟 PEM 的定向设计提供思路。

  7. Advanced Materials62

    原位聚合AMPSNa凝胶聚合物电解质提升钠离子电容器阳极动力学与界面稳定性

    研究者将功能性有机盐AMPSNa与交联剂PETA原位聚合,制备了凝胶聚合物电解质(GPE),通过将AMPS−锚定在聚合物骨架上削弱Na+与溶剂的相互作用,并利用AMPS−还原生成无机SEI组分,实现Na+脱溶剂化动力学与SEI稳定性的双重调控。

    推荐理由:原位聚合的凝胶聚合物电解质通过锚定有机盐阴离子调控Na+脱溶剂化与SEI,为钠离子电容器界面设计提供可迁移思路。

  8. Advanced Materials62

    高通量实验结合机器学习为非富勒烯有机太阳能电池溶剂优化确定品质因子

    研究提出一套高通量工作流,用于确定非富勒烯受体(NFA)基有机太阳能电池溶剂优化的品质因子(FoM)。以 D18:L8BO 为代表性体系,通过高通量实验与成膜过程中的原位光学表征制备多种溶剂配方,机器学习分析发现沉积过程中给体与受体初始吸收比(I_D/A)是关键 FoM,可高效优化溶剂。

    推荐理由:原文用高通量实验与原位光学表征结合机器学习,给出可迁移的溶剂筛选判据,读者可据此理解有机太阳能电池配方优化的数据驱动路径。

  9. Advanced Materials62

    长链离子添加剂构建异质双电层,锌离子电池实现 30000 次循环

    研究团队通过阳离子-阴离子配位策略构建了具有本征离子传输通道的异质纳米结构双电层,长链离子添加剂在双电层内引发界面离子重排与组装,疏水碳链自聚集为致密非极性纳米域,阳离子基团静电吸引阴离子共组装成互连极性纳米域。

    推荐理由:长链离子添加剂在电极界面自组装出异质双电层,为锌离子电池界面调控提供了一种可迁移的分子设计思路。

  10. Advanced Science62

    Ir(III) 磷光敏化三元有机太阳能电池实现 18.6% 光电转换效率

    研究者在 PM6、新设计的吡嗪类给体聚合物 PBDT-Pyz(N1)与 PBDT-T-Pyz(N2)及非富勒烯受体 L8-BO 组成的三元有机太阳能电池中引入绿光发射的 Ir-3 配合物作为多功能磷光敏化剂。

    推荐理由:原文给出 Ir-3 敏化剂的三线态能级匹配与器件参数,可据此判断磷光敏化在三元有机太阳能电池中的增益幅度。

  11. Advanced Science62

    PEO‒LiTFSI 电解质中丁二腈的温度驱动界面反应及 PEDOT 双层抑制策略

    研究揭示丁二腈(SN)在 PEO‒LiTFSI 固态聚合物电解质中于锂金属和正极两侧均发生温度驱动的界面反应,其中正极侧反应对界面退化和容量衰减的贡献大于锂-SN 界面反应。

    推荐理由:原文揭示 SN 在 PEO‒LiTFSI 电解质中正极侧界面反应对容量衰减贡献更大,并给出 PEDOT 双层抑制方案。

  12. Angewandte Chemie International Edition78

    高温聚合物电解质膜电解槽电化学水煤气变换制高纯氢并放大至五片 MEA 电堆

    研究报道了一种在 120 °C–200 °C 运行的高温聚合物电解质膜电解槽(HT-PEME),用于电化学水煤气变换反应制氢。该体系采用 RuIr/C 催化剂,Ir 位点改善 Ru 上 *OH 与 CO 吸附的平衡,加快 WGSR 动力学并降低过电位;运行温度高于水的沸点,反应界面转为气固界面,克服传质限制。

    推荐理由:高温聚合物电解质膜电解槽在 120–200 °C 下电化学驱动水煤气变换,无需外部分离即可获得高纯氢,并给出放大到五片 MEA 电堆的验证。

  13. Advanced Functional Materials78

    非稠合共轭延伸小分子受体C5Qx-FTh使有机太阳能电池PCE达20.1%、非辐射能量损失降至0.18 eV

    研究报道了一种非稠合共轭延伸策略,通过用单个噻吩基团延伸中心核并引入分子内F···S构象锁,使小分子受体C5Qx-FTh形成二面角低于1°的近共平面构象。该刚性骨架抑制了电子-声子耦合与激子静态无序,同时抑制分子链动力学并提升器件稳定性;理论与形貌表征显示分子间相互作用面积从302 Ų增至342 Ų,堆积模式由A-to-A转变为A-to-D,π-π与层状间距缩短。

    推荐理由:通过非稠合共轭延伸与分子内F···S构象锁,将小分子受体二面角压到1°以下并改变堆积模式,为降低非辐射能量损失提供了一条可迁移的分子设计思路。

  14. Advanced Functional Materials62

    仿生双屏蔽分子太阳能热纤维膜实现保温与自供电可穿戴传感

    研究者开发了双屏蔽分子太阳能热纤维膜(DS-MSTFM),以 PDMS/空气微腔的柱状凸起纤维基底配合 Ag 纳米片辐射屏蔽层,通过溶胀-去溶胀策略实现偶氮苯均匀结晶负载,面能量密度达 10.4 kJ m⁻²,最大 Z 异构体分数为 91.95%。

    推荐理由:原文给出双屏蔽纤维膜在 2.0 m s⁻¹ 气流下的热衰减数据,可据此判断 MOST 可穿戴热管理的抗风可行性。

  15. Advanced Functional Materials62

    聚合物电解质磁离子器件在约2 V下实现最高66%的磁矫顽力调控

    研究将聚合物电解质用于氢氧根型和氢型磁离子器件,在约2 V电压下即可产生磁离子效应。氢氧根器件把浸碱液的聚合物隔膜、凝胶聚合物电解质和阴离子交换膜分别与Fe/FeOx纳米薄膜电极组合,三种情况下磁矫顽力电压诱导降幅最高达66%;氢器件用质子交换膜向Co/Pd多层电极加载氢,使矫顽力升高。与对应液体磁离子器件直接对比,氢型聚合物器件的可逆性大幅改善,氢氧根型聚合物器件的能效最高提升至四倍。

    推荐理由:用聚合物电解质替代液体电解质实现约2 V下的磁离子调控,并给出可逆性与能效的对比数据。

  16. Advanced Functional Materials60

    双界面电解质工程:TDTB 添加剂使 LiCoO2/石墨电池 800 次循环后容量保持 90%

    研究团队开发了一种双界面电解质工程策略,引入多功能添加剂 TDTB(3-(叔丁基二甲基硅氧基)-5-三氟甲氧基苯基硼酸频哪醇酯),其分子内集成 B-O、Si-O、苯环和 -CF3 基团,通过优先氧化/还原分解在正负极同时生成富含 Si-F、B-F 和 LiF 的 CEI/SEI 层。

    推荐理由:通过单一分子内集成 B-O、Si-O、苯环与 -CF3 基团,同时稳定 LCO 正极与石墨负极界面,为宽温域高电压锂电池提供分子设计思路。

  17. Small62

    体相与界面协同调控抑制高温聚合物电容器的传导损耗

    研究将 4-氰基苯甲醛(4-CZ)引入聚醚酰亚胺(PEI)基体构建非共价静电交联网络,并结合等离子体表面处理提高界面陷阱密度、抑制电荷注入。优化薄膜在 150°C、670 MV·m⁻¹ 下实现约 7.6 J·cm⁻³ 的放电能量密度与 91.8% 的效率,明显优于原始 PEI。该工作提出了一种面向高温储能的全有机聚合物介电材料通用设计策略。

    推荐理由:原文给出体相交联与界面等离子体处理协同抑制高温漏导的思路,读者可据此判断全有机介电薄膜的设计路径。

  18. Journal of the American Chemical Society74

    中性高分子单晶中受限水链构筑各向异性质子通道

    研究报道了一种由苯丙氨酸-酪氨酸基单体经拓扑化学 click 反应得到的一维共价高分子单晶,通过单晶到单晶转变形成 1,4-三唑连接结构,并伴随产生可逆捕获大气水的疏水纳米通道,水分子在通道内自组装成延伸氢键链。单晶上的质子电导率测量显示,沿通道方向显著高于垂直方向,呈现本征各向异性传输。该全有机高分子晶体无需外加带电物种或质子载体,即可通过捕获大气水实现质子传导。

    推荐理由:原文给出单晶内受限水链沿通道方向与垂直方向的质子电导率差异,可据此判断中性共价晶体实现各向异性质子传输的路径。

  19. Advanced Materials62

    Fe3+ 触发慢腐蚀策略制备 Fe-Ni(OH)2/NiS/NF 电极,AEMWE 在 2.0 A cm−2 下稳定运行超 1800 h

    研究报道了一种可规模化的 Fe3+ 触发均匀慢腐蚀策略,在泡沫镍上原位生长 Fe 掺杂 Ni(OH)2/NiS 杂化电极(Fe-Ni(OH)2/NiS/NF),用于析氧反应。

    推荐理由:原文给出 Fe 掺杂 Ni(OH)2/NiS 电极在 2.0 A cm−2 下的电压与 1800 h 稳定性数据,可据此判断其工业级 AEMWE 阳极的可行性。

10月8日周四
  1. Angewandte Chemie International Edition62

    浓硼酸盐电解质在石墨电极上实现约 90% 选择性己二腈电合成

    研究报道浓硼酸盐电解质可显著提升丙烯腈电二聚制己二腈的效率,在无毒的石墨电极上实现约 90% 选择性和 77.9% 法拉第效率。结合原位 Raman、ATR-SEIRAS 与 ¹¹B NMR 分析,作者指出高浓度下形成的多硼酸盐物种既作为缓冲剂稳定局部 pH、抑制 3-羟基丙腈生成,又促进形成适度氢键结合的水分子作为质子供体,加速丙烯腈向己二腈转化的电荷转移。

    推荐理由:用原位 Raman、ATR-SEIRAS 与 ¹¹B NMR 说明硼酸盐聚集形态如何调控界面微环境,为有机电合成的电解质设计提供可迁移思路。