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2025-05催化是现代工业的重要基石，面临着精准设计和优化复杂催化体系的核心挑战，这一挑战的关键在于深入理解催化剂活性位点的结构特征及其构效关系。以氮掺杂碳材料负载单原子催化剂（M-N-C SACs）为例，尽管其在催化领域展现出巨大潜力，但关于配位环境如何调控反应活性的机制仍存在争议。这些争议主要源于两方面：一是受合成条件的影响，实际催化剂中不可避免地存在活性位点的不均一性及团簇聚集体的干扰，导致理论模型与真实体...
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2024-12有机太阳能电池（OSCs）因具有轻、薄、柔以及可溶液加工等突出优点，在可穿戴、便携式能源及建筑光伏一体化等领域具有广阔的应用前景。众所周知，高能量转换效率（PCEs）和长期稳定性对于有机太阳能电池的产业化至关重要。近年来，得益于新型小分子受体的研究，有机光伏电池的能量转换效率得到显著提升，但是小分子在光、热等条件下的快速扩散会引起形貌退化，导致含有小分子受体的光伏活性层通常存在器件稳定性较差的问题。相...
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2025-04利用可再生能源将CO2电还原为高值产物是实现“双碳”目标的一条重要途径。在众多产物中，甲烷（CH4）由于能量密度高、绿色清洁以及存储运输基础设施完善等特点受到广泛研究关注。发展高选择性合成CH4的电催化剂不仅可以消纳绿电、降低碳排放，同时为生产绿色CH4提供了一条高效的解决方案。研究表明，设计和制备Cu基氧化物催化剂是实现高CH4选择性的可行路径。对于Cu基氧化物，Cu-O键的性质在很大程度上主导着CH4电合成过程。...
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2024-12有机太阳能电池（OSCs）由于其轻、薄、柔等特性受到极大关注。为了最大化OSCs的能量转换效率（PCEs），需要构建具有合适相分离尺度的本体异质结活性层，以兼顾高效的CT态激子解离和纯相中电荷传输。本体异质结成膜动力学本质上取决于给受体材料在溶剂挥发过程中结晶特性，并受到复杂的溶质-溶剂及相同/不同溶质组分间相互作用影响。基于器件工艺，通过热退火、溶剂退火或者固/液体添加剂等方法可以在一定程度上调节结晶过程和...
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2025-04在催化科学领域，单原子催化剂因其独特的催化潜力受到广泛关注，但其本征质量活性受限，制约了其实际应用。为应对这一难题，青岛能源所太阳能光电转化与利用全国重点实验室团簇化学与能源催化研究组基于少原子团簇催化剂精准可控的结构及金属聚集效应等优势，通过原子级活性位点的设计与多原子协同作用的调控，成功构建了氮化碳负载铜原子簇催化剂（Cu3/CN），在苯选择氧化制苯酚反应中展现出优异的催化性能（图1）。研究团队...
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2025-03活性氧物种（Reactive Oxygen Species，ROS）作为短寿命高活性氧衍生物，在高级氧化过程和催化等领域发挥关键作用。传统ROS生成方法依赖于物理、化学和生物技术，通常需要昂贵的金属催化剂或酶、复杂的预处理以及苛刻的反应条件，存在能耗高、环保性差等问题，亟需寻找更加绿色和高效的替代方案。近年来，微液滴化学因其无催化剂和绿色的化学转化特性，成为传统ROS生成方法的有力替代。水微液滴的独特性质，如部分溶剂化、超...
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2025-03金属氢化物团簇作为配体保护的金属纳米团簇领域中的重要分支，在催化、储氢和电池等研究方向都有重要应用。受限于X射线单晶衍射（SC-XRD）等传统表征方法，精确定位金属氢化物团簇中的氢原子仍然具有挑战性，严重影响了对构-效关系的理解。中子衍射技术虽然可以精确定位氢位置，但由于测试资源有限且测试样品要求等原因，难以满足日常研究需求。为了解决这一难题，青岛能源所太阳能光电转化与利用全国重点实验室团簇化学与能...
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2025-03能源绿色低碳发展是实现双碳目标的关键。二氧化碳和氢气的分离对于甲烷高效转化、炼厂尾气回收具有重要意义。与传统分离技术相比，膜分离技术具有能耗低、操作简便和环境友好等优势。因此，开发兼具高渗透性及高选择性的氢气/二氧化碳分离膜成为科技界及产业界的焦点。作为新一代气体分离膜，金属有机框架（metal-organic framework, MOFs）膜制备过程中易产生晶间缺陷，导致选择性较低。青岛能源所太阳能光电转化与利用全国...
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2024-11利用可再生能源将CO2电催化转化为高值产物是实现“双碳”目标的重要途径。在CO2还原的众多产物中，CH4由于能量密度高、绿色清洁、存储运输基础设施完善等特点受到广泛的研究关注。Cu基钙钛矿氧化物具有多样的化学组成、灵活的晶体/电子结构以及可调的物理化学性质，在CO2还原制CH4方面展现出良好的应用前景，但因其复杂的反应路径和催化活性结构的降解，开发高活性、高选择性、稳定的Cu基钙钛矿催化剂存在很大挑战。将Cu基钙...
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2024-10锂作为全球能源转型中的关键金属，广泛应用于电动汽车电池和可再生能源储能系统。为保证锂资源供应，从盐湖卤水和废旧锂离子电池中提取锂成为有效的途径之一。膜分离技术因其高效、环保等优点备受关注，然而现有分离膜面临锂离子选择性差的瓶颈问题，严重制约了其在锂离子选择性分离领域的广泛应用。近日，青岛能源所太阳能光电转化与利用全国重点实验室江河清研究员带领的功能膜与氢能技术研究中心利用冠醚对锂离子的识别作...
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