En son enerji depolama bataryası araştırma koleksiyonu
1. JACS: Küme moleküllerine dayalı lityum sülfür pil katot malzemesi
Yakın zamanda, Xiamen Üniversitesi Kimya ve Kimya Mühendisliği Okulu'ndan Profesör Quanfeng Dongun grubu ve Birleşik Krallıktaki Glasgow Üniversitesinden Profesör Leroy Croninin grubu, lityum-kükürt pil araştırmalarında yeni ilerleme kaydetti. Silver-Polyoxometalate Clusters "JACS'de yayınlandı (DOI: 10.1021 / jacs.8b0041). Bundan önce, Profesör Quanfeng Dong'un araştırma grubu, lityum-kükürt piller için kükürt kompozit katot malzemeleri üzerinde sistematik bir araştırma gerçekleştirdi. Erken aşamada, lityum-kükürt pillerin reaksiyon mekanizmasını araştırmak için teorik hesaplamalarla birlikte yerinde Raman teknolojisi kullanıldı ve kükürt taşıyan matris malzemesinin nitrojen katkılı modifikasyonunun, pozitif elektrot aktif malzemesi olarak elemental kükürtün tam şarj ve deşarj döngüsünü gerçekleştirebileceği doğrulandı (Chem. Mater., 2015, 27, 20482055); Ardından, Co-N'nin sinerjik katalitik etkisi ilk kez S'nin oksidasyon-indirgeme sürecine başarıyla uygulandı ve "çok fonksiyonlu, ikili kataliz" kavramı önerildi (EES, 2016, 9, 1998-2004); Araştırma grubu, kompozit katot malzemesinin kükürt içeriğini artırmaya dayanarak,% 95'e varan kükürt yüklemesi elde etmek için ilk kez karbon olmayan mezogözenekli Co4N mikroküreler hazırladı (ACS Nano, 2017, 11, 6031-6039).
Geçiş metali poliasit oksitler (POM), tersinir çok elektronlu reaksiyonların özelliklerine sahip bir nano boyutlu moleküler küme malzemeleri sınıfıdır. İyonları ve elektronları tersine çevrilebilir şekilde depolayabildikleri için canlı bir şekilde "elektron süngerleri" olarak adlandırılırlar. Daha yüksek özgül kapasiteye sahip bir enerji depolama malzemesi olma fizibilitesine sahiptir. Bu araştırmada ilk kez, lityum-kükürt piller için pozitif elektrot matris malzemesi olarak polioksometalat moleküler kümeleri kullanılmaktadır.Bu malzeme (K3) hem Lewis asidi hem de Lewis baz bölgelerine sahiptir, bu nedenle polisülfitlerin çift bölgeli adsorpsiyonu işlevine sahiptir. Kükürt elektrokimyasal reaksiyon sürecinin verimli düzenlenmesi. Deneysel sonuçlar ve DFT teorik hesaplamaları, polianyon çerçevesindeki Ag (I) heterometal iyonlarının tüm sistemdeki polisülfitlerin adsorpsiyonunu ve lityum iyonlarının son nokta oksijen atomları tarafından adsorpsiyonunu ayarlayabildiğini göstermektedir. Onunla çerçeve malzemesi olarak hazırlanan lityum-kükürt pil mükemmel elektrokimyasal performans sergiliyor.
[Resim Kılavuzu] Lityum-sülfür pil sistemini emen POM'lar tarafından üretilen Li2S'nin şematik diyagramı
2. Joule: Moleküler mühendislik yoluyla su ayırma ve karbondioksit azaltma fonksiyonel cihazlarının hazırlanması
Yakın zamanda, Dalian Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Sun Licheng'in ekibi Joule dergisinde "Moleküler Mühendislik Yoluyla Su Oksidasyonu, Hidrojen Üretimi ve CO2 Azaltımı için Cihaz Üretimi" adlı bir inceleme makalesi yayınladı. Tam metin, moleküler mühendislik yoluyla su ayırma ve karbondioksit indirgeme reaksiyonları için elektrikle çalışan ve fotoelektrik olarak çalıştırılan işlevsel elektrotların hazırlanmasına yönelik çeşitli stratejileri özetlemektedir. İnceleme, su ayırma cihazlarının hazırlama stratejilerini sistematik olarak tanıtır, su oksidasyonu, hidrojen üretimi ve karbon dioksit indirgeme reaksiyonları dahil olmak üzere çeşitli moleküler cihaz modellerini ve elektrot malzemelerindeki (iletken substratlar dahil, boyaya duyarlı) katalizörlere göre ayrıntılı olarak açıklar. Kimyasal yarı iletkenler ve dar bant genişliğine sahip yarı iletkenler üzerindeki yükleme yöntemleri, moleküler cihazları açık bir şekilde sınıflandırır ve güneş enerjili moleküler cihazlarla ilgili gelecekteki araştırmalar için belirli bir rehberlik sağlar.
Hong Yang Araştırma Grubu: Koordinasyon kimyası ilkesini kullanarak benzersiz kemiklere sahip bir dizi iki boyutlu paladyum nanoyapı başarıyla hazırlandı
Urbana-Champaign'deki Illinois Üniversitesi'nden Hong Yang araştırma grubu, paladyum nanokristallerinin büyümesinin hassas bir şekilde düzenlenmesini sağlamak için koordinasyon kimyası ilkesini kullandı ve bir dizi tuhaf iki boyutlu paladyum nanoyapıları başarıyla hazırladı.
3. Makromoleküller: Polimerizasyonla indüklenen kendi kendine birleştirme sürecinde topoloji mühendisliği yoluyla amfifilikliği kontrol etme
Yakın zamanda, Profesör Yuan Jinying, Profesör Wei Yan, Tsinghua Üniversitesi'nden Araştırmacı Yan Litang (ortak yazar) ve diğerleri, Makromoleküllerde "Polimerizasyon Kaynaklı Kendiliğinden Birleşmede Amfifilik Polimerin Topoloji Mühendisliği Yoluyla Vesiküler Boyutunu Kontrol Etmek" başlıklı bir makale yayınladılar. Tsinghua Üniversitesi Kimya Bölümü'nde doktora öğrencisi olan Huo Meng ve Kimya Mühendisliği Bölümü'nde doktora öğrencisi Xu Ziyang, makalenin ortak yazarlarıdır. Bu makalede, araştırmacılar, amfifilik kopolimer hidrofobik bloğun topolojik mühendisliği yoluyla ayarlanabilir polimer veziküllerin hazırlanmasını gerçekleştirmek için polimerizasyon kaynaklı kendiliğinden birleşmenin (PISA) kullanıldığını bildirdiler. Her monomerin kendine özgü moleküler hacmine ve şekline sahip olduğu varsayılır İki monomerin beslemesini değiştirerek, farklı topolojik yapılara sahip kopolimer molekülleri hazırlamak, RAFT kopolimerizasyonuna göre daha kolaydır. Moleküler topolojilerdeki farklılıklar, insanların değişken zincir paketleme yoğunluğu ve ayarlanabilir nanoyapılara sahip montajlar elde etmesini sağlayabilir. Bu makalede araştırmacılar, solvofobik bloğun topolojisini ayarlayarak vezikül boyutunu düzenleyen genel ve modüler bir strateji bildiriyorlar.
PDMA-b-P (BzMA-co-SMA) -88k-x (x = 0, 20, 40, 60, 80, 100) DLS ve TEM karakterizasyon sonuçları.
(a) PDMA-b-P (BzMA-co-SMA) -88k-x'in DLS eğrisi;
(b) SMA kütle fraksiyonunun bir fonksiyonu olarak PDMA-b-P (BzMA-co-SMA) -88k-x'in sayısal ortalama hidrasyon kinetik çapının trend grafiği;
(ch) PDMA-bP (BzMA-co-SMA) -88k-x'in TEM görüntüsü: (c) x = 0, (d) x = 20, (e) x = 40, (f) x = 60, ( g) x = 80, (h) x = 100.
4. Angew. Chem. Int. Ed .: Simetri kırılmasından Au13Cu2 nano küme kiralitesinin kökenini ortaya çıkarmaya
Yakın zamanda, Profesör Nanfeng Zhengin Xiamen Üniversitesinden araştırma grubu ve Profesör Boon K. Teonun (eş-ilgili yazar) liderliğinde, Finlandiya'daki Jyväskylä Üniversitesi ile işbirliği içinde, ligandlar tarafından asimetrik bir düzenleme yıkımı (azaltma) bildirdi Akiral metal çekirdeğin simetrisi, kiral nanokümeleri sentezlemek için kullanılır ve sentezlenen kiral Au13Cu2 kümelerinin kiralite kaynağı açıklanır. Ayrılması zor bir rasemat + elde etmek için karışık bir akiral difosfin (DPPP) ve pirition ligandı kullandılar; tek kristal yapı analizi yoluyla, rasemik Au13Cu2 kümelerinin iki kiral konfigürasyonunu buldular. Kullanılan bis-difenilfosfin propan içindeki CCC zincirinin oryantasyonu ile doğrudan ilişkilidir ve kiral bifosfin (2r, 4r / 2s, 4s-BDPP), CCC zincirinin bifosfin ligandında oryantasyonunu yapmak için doğrudan senteze dahil edilir. Kiral kuaterner karbonun mutlak konfigürasyonu ile sabitlenebilir ve% 100 optik olarak saf R veya S konfigürasyonu Au13Cu2 kümeleri + ve + elde edilir. Ek olarak, yapısal analiz ve teorik hesaplamaları da birleştirdiler ve kümenin kiralitesinin esas olarak piritionun (akiral ligand) asimetrik düzenlemesinden kaynaklandığını ve kiral bifosfin ligandının rolünün esas olarak sterik engel sağlamak olduğunu buldular. Pirition'ın asimetrik düzenini stabilize etmek için, kümenin kiral spektral sinyaline doğrudan katkıda bulunmaz. Bu araştırma, çekirdeği aşiral olan kiral metal nanopartiküllerin hazırlanması için etkili bir sentez stratejisi sağlar ve kiral nanomalzemelerin kiral kökenini açıklamak için iyi bir model sağlar. İlgili sonuçlar, Angew Chem Int. Ed., "From Symmetry Breaking to Unraveling the Chirality of the Chirality of Ligated Au13Cu2 Nanoclusters" başlığıyla yayınlandı.
Şekil 1 + yapı şeması
a) Enantiyomerik çiftin moleküler yapısı + (sol: 2-R; sağ: 2-S);
b-e) Au13 (b) Ih'den Au13Cu2 (c) 'nin D3d'sinden Au13Cu2 (SPy) 6 (d)' nin C1'sine + (e) C1'e simetrik kopma. Turuncu Au'yu, yeşil Cu'yu, pembe P'yi, sarı S'yi, mavi N'yi ve gri ve açık mavi C'yi temsil eder. Açıklık sağlamak için, tüm hidrojen atomları çıkarılmıştır.
5. Kimya: elastik ahşap karbon sünger
Son zamanlarda, Maryland Üniversitesi'nden Profesör Liangbing Hu ve Profesör Li Teng, Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden Profesör Jia Xie (ortak yazar) ve diğerleri, oldukça hafif ve sıkıştırılabilir doğal balsa ağacını doğrudan üretmek için ölçeklenebilir ve sürdürülebilir bir yukarıdan aşağıya yöntem benimsedi. Kömür süngeri. Kimyasal işlem, odun hücre duvarlarından lignin ve hemiselülozu gidererek, kafes benzeri sert ahşap yapıyı doğrudan yay benzeri sıkıştırılabilir katmanlı bir yapıya dönüştürür. Bir gerinim sensörü olarak, kömür süngeri üstün mekanik özellikler ve hassas elektrik tepkisi sergiler. Sonuç, Chem dergisinde "Yüksek Sıkıştırılabilir, Anizotropik, Lamelli Karbon Süngerine Yönelik Ölçeklendirilebilir ve Sürdürülebilir Yaklaşım" başlığı altında yayınlandı.
Şekil 1 Kırılgan WC ve yüksek oranda sıkıştırılabilir WCS'nin tasarım ve üretim süreci
Eşsiz kemerli katmanlı yapı sayesinde WCS, anizotropik mekanik özelliklere ve yüksek derecede sıkıştırılabilirliğe sahiptir.
Şekil 2 Kimyasal işlemden sonra doğal balsa ağacının kimyasal yapı gelişimi
(A) Kimyasal işlemden sonra doğal balsa ağacının kimyasal bileşimi ve yapı değişiklikleri.
(B) Kimyasal işlem sırasında karbonlaşmamış öncünün bileşim değişikliği.
(C) Selüloz, hemiselüloz ve lignin içeriğindeki değişiklikler. Hata çubukları, üç veri noktası kümesinin standart sapmasını temsil eder.
(D-G) Doğal ahşabın SEM görüntüsü.
(H-K) İşlenmiş ahşabın SEM görüntüsü.
6. Joule: Wang Dunwei'nin ekibi, tantal nitrür fotoliz suyunun stabilitesini iyileştiriyor
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Boston College Wang Dunwei Laboratuvarı'nda He Yumin ve Ma Peiyan ve diğerleri, tantal nitrür nanotüp dizisi üzerine kobalt hidroksit (Co (OH) 2) nanosheets biriktirmenin hidrotermal yönteminin tantal nitrürün fotooksidasyonunu etkili bir şekilde iyileştirebileceğini keşfettiler. Foto akım yoğunluğu ve kararlılığı. Tantal nitrürün kendisi foto-oksitlenmiş su koşullarında son derece kararsızdır ve aynı zamanda foto-akım yoğunluğu hızla düşecektir. Aksine, kobalt hidroksit nanoflake çökeltildikten sonra, tantal nitrürün fotoakım yoğunluğu, suyun foto-oksitleme süresi arttıkça artar ve stabilize olur. Bu temelde, başka bir yüksek verimli oksitlenmiş su katalizörünün (Co-Pi) biriktirilmesi, foto akım yoğunluğunu daha da artırabilir. Işık olmadığında, bu alışılmadık fenomen olmayacak. Tantal nitrür ve kobalt hidroksit arasındaki arayüz üzerine yapılan araştırmalar ayrıca, ışığın neden olduğu bir arayüzün Fermi seviyesi sabitleme etkisini zayıflattığını, böylece yüzeydeki ışıkla uyarılan elektron deliği çiftlerinin rekombinasyonunu iyileştirdiğini ve aynı zamanda hızlandığını göstermektedir. Bu, ışık deliklerinin iletimini azaltır, böylece kendiliğinden oksidasyon yan reaksiyonlarının oluşumunu azaltır. Bu arayüz, suyun foto-oksidasyonu sırasında üretilen oksijen radikallerinin ürettiği Ta-O-Co bağı olarak yorumlanır. Bu keşif, katalizör ile yarı iletken arasındaki reaksiyonun fotokatalizörün performansını iyileştirmek için kullanılmasının uygulanabilirliğini göstermektedir.
(A) Şematik diyagram, foto-oksidasyon suyu koşullarında tantal nitrürün kendiliğinden oksidasyonunu ve kobalt hidroksit biriktirildikten sonra foto-oksidasyon suyu koşulu altında yeni bir arayüz oluşumunu göstermektedir. (B) Kobalt hidroksit biriktirildikten sonra tantal nitrürün fotoakım yoğunluğu, döngüsel voltametrinin artmasıyla artar. Akım yoğunluk-zaman eğrisinde de benzer bir fenomen gözlemlenebilir, bakınız (C).
7. Bilim: Alkilsülfon reaktifleri, serbest radikal birleştirme reaksiyonlarının modülerizasyonunu destekler
Son zamanlarda, Scripps Araştırma Enstitüsü'nden (TSRI) Profesör Phil Baran'ın araştırma grubu, basit kimya yoluyla ticari olarak temin edilebilen 1-fenil-1H-tetrazolyum-5-tiyol'den (6) başladı. Çeşitli işlevselleştirilmiş alkil grupları dönüştürüldü ve çeşitli fenil tetrazolyum sülfonlar (PT-sülfonlar) yapı blokları elde etmek için eklendi ve Ni tarafından katalize edilen alkil sülfonların ve aril çinko reaktiflerinin radikal birleştirme reaksiyonu, C'yi verimli bir şekilde gerçekleştirmek için kullanıldı ( Sp3) -C (sp2) bağı bağlanması, karmaşık bileşikler, özellikle floroalkil bileşikler oluşturabilir. İlgili çalışma Science'ta yayınlandı ve ilk ortak yazarlar Rohan Merchant, Jacob Edwards ve Tian Qin'dir.
Kaynak: Enerji Depolama Teknolojisi
