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焦耳加热Small,助力FeCoNi三元单原子催化剂实现高效电化学硝酸盐还原
【用户成果】合工大郑亚荣团队Small,焦耳热助力FeCoNi三元单原子催化剂实现高效电化学硝酸盐还原DOI:10.1002/smll.74565全文速览电化学硝酸盐(NO₃⁻)还原合成氨是实现水体修复与绿色产氨的双赢策略,但其选择性和活性受限于单金属活性位点的线性标度关系。本研究集成非平衡焦耳热冲击策略与DFT计算,在1秒内升温至900°C并快速淬冷,成功在碳载体上构建了原子级分散的FeCoNi三元单原子催化剂(FeCoNi-O-C)。该催化剂在1MKOH+100mMNO₃...
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焦耳加热Materials Letters,助力废弃核桃壳超快速转化为高电容生物碳
【用户成果】山东理工大学张维民/黄鑫团队MaterialsLetters,焦耳热助力废弃核桃壳超快速转化为高电容生物碳DOI:10.1016/j.matlet.2026.141389全文速览传统生物质碳化制备超级电容器电极材料,通常需要在管式炉中高温煅烧数小时,能耗高、耗时长。本研究提出一种超快焦耳热策略,将废弃核桃壳与乙酸钾混合后,在1200°C下仅需20秒即可转化为高性能多孔碳(JH-C)。所得JH-C比表面积高达1880.9m²g⁻¹,在1Ag⁻¹下比电容达226.9F...
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焦耳加热JACS,助力富含缺陷的双功能异质结,用于甲酸铵的高选择性合成
【用户成果】北京化工大学邱介山团队JACS,焦耳热助力富含缺陷的双功能异质结,用于甲酸铵的高选择性合成DOI:10.1021/jacs.6c08564全文速览电化学硝酸盐还原制氨与PET塑料升级回收的配对电合成,是同时闭合氮循环和碳循环的理想路径,但缺乏能在工业级电流密度下高效工作的双功能催化剂。本研究利用闪速焦耳热(FJH)非平衡策略,在0.5秒内构建了富含氧空位和晶格畸变的LD-Vₒ-CoO/Co₃O₄@C异质结催化剂。该催化剂在-0.5Vvs.RHE下氨产率达78.94...
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原位红外ATR反应池NC,助力在气体扩散电极上原位接枝钴酞菁
【用户成果】南京大学李朝升团队NC,原位红外ATR反应池助力在气体扩散电极上原位接枝钴酞菁,实现安培级CO2还原DOI:10.1038/s41467-025-66808-3全文速览将分子催化剂共价接枝到气体扩散电极(GDE)上,是解决CO₂电解过程中催化剂团聚、脱落和导电性差等问题的理想策略。然而,传统方法要求分子催化剂必须预先带有特殊官能团,这极大限制了其普适性。本研究以原始钴酞菁(CoPc)为模型催化剂,提出聚吡咯(ppy)介导的电聚合策略,在室温下通过稳健的C–C键直接...
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超快烧结助力磷酸铁锂表面-体相微结构协同调控,实现高性能快充橄榄石阴极
【用户成果】Matter发文:超快烧结助力磷酸铁锂表面-体相微结构协同调控,实现高性能快充橄榄石阴极,开创商业化材料后处理升级范式!DOI:10.1016/j.matt.2026.102727全文速览香港中文大学(深圳)张明建和厦门大学尹祖伟团队提出一种可规模化放大的超快非平衡烧结策略,直接升级商业化磷酸铁锂(LFP)等橄榄石阴极材料。该方法基于受限晶粒生长动力学,通过秒级升温(~65℃/s)与快速冷却,在保持纳米级原始粒径的前提下,同时调控表面碳层与体相微观结构:表面碳层结...
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焦耳热Int. J. Hydrogen Energy,助力构建双相高熵合金,高效全解水
【用户成果】西北大学张建波/田斌团队Int.J.HydrogenEnergy,焦耳热助力构建双相高熵合金,高效全解水DOI:10.1016/j.ijhydene.2026.157144全文速览高熵合金(HEA)是JJ潜力的电催化水分解材料,但其纳米颗粒易团聚、与基底结合弱、活性位点利用率低等问题严重制约实际应用。本研究采用多脉冲焦耳热策略,在活性炭(AC)上快速合成NiCoCuFeZn高熵合金,利用Zn选择性挥发在AC-HEA界面构筑高密度Kirkendall空位,同时形成F...
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原位红外Adv. Mater.,层间水活化构筑双通道OER,实现高效海水电解!
DOI:10.1002/adma.74631全文速览海水电解制氢是实现绿色氢能可持续生产的重要路径,但阳极析氧反应(OER)动力学迟缓和氯离子腐蚀问题严重制约其规模化应用。本研究提出硫刻蚀诱导定向重构策略,在CoFe-LDH层状双氢氧化物中同时激活层间水氧化通道和表面AEM通道,形成双通道OER机制。所得S-CF-nH₂O催化剂在碱性海水中1Acm⁻²下过电位仅370mV,稳定性超12000小时;组装电解槽在600mAcm⁻²下稳定运行10000小时,产氧选择性近100%。原...
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焦耳加热助力构筑Ru-Co双位点耦合Ru亚纳米颗粒,界面水重构加速氧还原
【用户成果】北京化工大学孙晓明/李加展团队Angew:焦耳加热助力构筑Ru-Co双位点耦合Ru亚纳米颗粒,界面水重构加速氧还原DOI:10.1002/anie.2299436全文速览氧还原反应(ORR)涉及多步质子-电子转移,动力学瓶颈制约燃料电池与金属-空气电池发展。北京化工大学孙晓明、李加展团队通过“选择性刻蚀+共限域吸附”结合焦耳热处理,精准构建了Ru‑Co双原子位点与Ru亚纳米颗粒(~1.1nm)共存的复合催化剂CoRu/RuNPs。该催化剂在碱性介质中半波电位达0....
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原位红外漫反射助力限域催化,温和条件下COₓ高选择性加氢制甲醇与烃类
【用户成果】南京大学丁维平团队Nat.Commun.,原位红外漫反射助力限域催化,温和条件下COₓ高选择性加氢制甲醇与烃类DOI:10.1038/s41467-023-36259-9全文速览CO₂/CO加氢制备甲醇或低碳烃是碳资源化利用的重要方向,但现有催化剂面临低温活性差、选择性低、易失活等挑战。本研究报告了一种ZSM-5分子筛限域的[Mo₃S₄]ⁿ⁺团簇催化剂(Mo₃S₄@NaZSM-5),在180℃、4MPa的温和条件下,CO₂加氢制甲醇选择性98%,CO₂转化率10....
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原位红外漫反射ACB,助力MoSₓ@HSSZ-39双功能催化剂,高效选择性转化COₓ
【用户成果】南京大学丁维平教授团队ACB,原位红外漫反射助力MoSₓ@HSSZ-39双功能催化剂,高效选择性转化COₓDOI:10.1016/j.apcatb.2024.123936全文速览将CO₂/CO加氢转化为高值低碳烃(C₂–₄)是实现碳资源循环利用的重要途径,但传统催化剂存在产物选择性低、稳定性差等问题。本研究报告了一种高性能双功能催化剂MoSₓ@HSSZ‑39,通过将MoSₓ团簇封装于HSSZ‑39分子筛笼内,构建了紧密耦合的活性位点:MoSₓ团簇负责将COₓ加氢为...
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原位红外漫反射Green Chem.,助力烯烃电催化氧化/酰胺化高选择性切换
【用户成果】南京大学丁维平教授团队GreenChem.,原位红外漫反射助力烯烃电催化氧化/酰胺化高选择性切换DOI:10.1039/d5gc07050c全文速览烯烃官能团化是合成高附加值化学品的重要途径,但传统方法常依赖化学氧化剂或强酸,且多组分体系中反应路径难以控制。本研究报告了一种非对称电解质电化学策略,通过设计H型电解池中阳极与阴极的溶剂组成差异(阳极无水乙腈、阴极含计量水),精准调控环己烯电氧化生成的碳正离子中间体的后续反应路径。在传统对称电解质中,碳正离子优先与水反...
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焦耳加热AFM,助力熵稳定界面耦合+木通道限域,破解水氧化“活性-稳定性”
第一作者:王耀星通讯作者:甘文涛,包文慧通讯单位:东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室导语电解水制氢的工业化进程,长期受困于阳极析氧反应(OER)的缓慢动力学和对贵金属(铱、钌)的依赖。镍铁层状双氢氧化物(NiFeLDH)虽被视为非贵金属催化剂的有力候选,但在高电流密度下,电子传输迟滞和中间体吸附不足导致性能失衡。激活晶格氧机制(LOM)被认为是突破传统吸附演化机制(AEM)理论极限的有效途径,但如何在保持结构稳定的前提下高效激活晶格氧,始终是横亘在研究者面前的难...
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