2. Nature Energy: 非极性溶剂氟化物电解质助力全温度区间电池

碳酸酯电解质在商品化非水锂离子电池中得到了广泛应用。然而，碳酸酯电解液中的溶剂和锂离子的高亲和性以及高可燃性将其应用温度区间限制在-20℃~50℃之间，其电化学稳定窗口也只有0~4.3V。在本文中，美国马里兰大学的王春生教授团队通过将氟化物电解质溶解在非极性的高度氟化的溶剂中成功地控制了电解液中的锂离子与溶剂的亲和性。

这种电解液除了不燃以外，还能够在0~5.6V的宽电化学窗口内稳定工作，在-125℃~70℃的超宽温度区间内仍然具有高离子电导率。他们发现在-95℃~70℃的温度区间内，这种电解液能够LiNi_0.85Co_0.10Al_0.05O₂正极的库伦效率高达99.9%，Li负极和高压LiCoMnO₄正极的库伦效率特分别高达99.4%和99%。即便在-85℃的超低温环境下，Li// LiNi_0.85Co_0.10Al_0.05O₂电池也能够实现其室温容量的50%。

XiulinFan, Chunsheng Wang et al, All-temperature batteries enabled by fluorinatedelectrolytes with non-polar solvents, Nature Energy,2019

https://www.nature.com/articles/s41560-019-0474-3

3. Nature Nano.: CO混入CO₂原料气显著提高乙烯产率

相比于催化剂中被广泛研究的催化效率和选择性，不纯或有意混合的CO₂原料对电化学CO₂还原反应（CO2RR）催化活性的动力学影响研究甚少，但工业用CO₂原料经常被CO污染，因此有必要对CO₂/CO共原料条件下的CO₂RR进行更深入的研究。鉴于此，柏林工业大学的Peter Strasser教授以铜为纳米催化剂，利用动力学同位素示踪实验和原位电化学差分质谱毛细管式流动电化学反应池，对CO₂/CO共原料的CO₂RR活性进行了研究。

研究发现，电还原CO₂的原料中混入CO之后，可将乙烯产率提高近50%，而且在特定位点的反应表面上，CO₂和CO分子之间不存在位点竞争，说明催化剂表面CO和CO₂的吸附位不同，且互不干扰，另外，通过合成杂化的金属/非金属串联催化剂NiNC/CuOx，形成了微观上的局域CO的释放器，发现该串联催化剂在纯CO₂原料中也提高了乙烯产率。

XingliWang, Jorge Ferreira de Araújo, Wen Ju, Alexander Bagger, Henrike Schmies, Stefanie Kühl, Jan Rossmeisl, Peter Strasser^*. Mechanistic reactionpathways of enhanced ethylene yields during electroreduction of CO2–CO co-feeds on Cu and Cu-tandem electrocatalysts. NatureNanotechnology, 2019

DOI:10.1038/s41565-019-0551-6

https://doi.org/10.1038/s41565-019-0551-6

4. Nat. Commun.：通用的大规模合成过渡金属单原子催化剂的方法

金属单原子催化剂由于其出色的活性和稳定性而受到关注。然而，金属单原子催化剂大规模合成的通用策略尚未见报道。近日，中科院理化所张铁锐等报告了一种通用的合成策略，该策略可以合成包含Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ru，Pt或它们的组合的过渡金属单原子催化剂。

球差校正高角度环形暗场扫描透射电子显微镜和扩展X射线吸收精细结构光谱表征表明，过渡金属原子均匀地分散在炭黑载体上。该合成方法可以大量生产金属负载量大的碳载金属单原子催化剂（> 1 kg规模）。所合成的Ni单原子催化剂在将二氧化碳电化学还原为一氧化碳方面表现出出色的活性，法拉第效率可达98.9％（-1.2 V）。

HongzhouYang, Lu Shang, Tierui Zhang*, et al. A universal ligand mediatedmethod for large scale synthesis of transition metal single atomcatalysts. Nat. Commun., 2019

DOI: 10.1038/s41467-019-12510-0

https://www.nature.com/articles/s41467-019-12510-0

5. Nat. Commun.: 21.1％效率！高性能倒置结构钙钛矿太阳能电池

陈棋和李耀文团队研究发现，带电表面缺陷在钝化后可以是良性的，并可以进一步用于界面能带结构的重构。基于带相反电荷的离子之间的静电相互作用，碘离子电离后具有路易斯酸特征的富勒烯骨架（PCBB-3N-3I）不仅可以有效地钝化带正电的表面缺陷，而且可以在钙钛矿活性层的顶部以优选的方向组装。

因此，具有强分子电偶极子的PCBB-3N-3I形成偶极子夹层，以重构界面能带结构，从而增强了内置电势和电荷收集。倒置结构的平面异质结钙钛矿太阳能电池展现出21.1％的效率和优异的环境稳定性。

Reconfigurationof interfacial energy band structure for high-performance inverted structureperovskite solar cells.Nature Communications, (2019) 

https://www.nature.com/articles/s41467-019-12613-8

6. Nat. Commun.：直接成像揭露掺杂石墨烯中的三配位氧

氢，碳，氮和氧是有机化学中最重要的元素。它们可能的键合结构种类繁多，因此可以形成数量惊人的化合物。近日，埃伯哈德·卡尔斯图宾根大学ChristophHofer等对有缺陷的碳（石墨烯）晶格中的氮键和氧键构型进行了详细分析。使用球差校正扫描透射电子显微镜和单原子电子能量损失谱，作者直接对氧化石墨烯中的氧原子以及注入石墨烯中的氮原子进行了成像。

收集的数据能够对氮键和氧键的构型进行比较，从而显示出两种元素之间的明显差异。如所期望的，氮与相邻的碳原子形成两个或三个键，其中三个键是优选的构型。相反，氧往往只与两个碳原子结合。然而，值得注意的是，作者观察到具有与三个碳原子相邻的三配位氧，这种构型在有机化合物中极为罕见。

ChristophHofer*, et al. Direct imaging of light-element impurities in graphene revealstriple-coordinated oxygen. Nat. Commun., 2019

DOI: 10.1038/s41467-019-12537-3

https://www.nature.com/articles/s41467-019-12537-3

7. EES: 23.26％的认证效率！钙钛矿-CIGSe叠层太阳能电池

德国亥姆霍兹柏林钙钛矿叠层器件研究中心AmranAl-Ashouri，Artiom Magomedov和 Steve Albrecht等人在钙钛矿太阳能电池（PSC）中引入了两个新的空穴选择触点界面的分子。这些分子基于具有膦酸锚定基团的咔唑基团，并且可以在各种氧化物上形成自组装单层（SAMs）。除了最小的材料消耗和寄生吸收，自组装过程还可以通过简单的过程控制来保形覆盖任意形成的氧化物表面。

SAM设计为在钙钛矿吸收体上形成能量匹配的界面，而不会产生非辐射损耗。PSC的效率高达21.1％。此外，制备了单结CIGSe/钙钛矿串联太阳能电池。保形覆盖允许实现其沉积在粗糙的CIGSe表面。在1 cm²的有效面积上具有23.26％的认证效率。SAM的简单性和多样化的基底兼容性可能有助于进一步将钙钛矿光伏技术发展为低成本，广泛采用的太阳能技术。

Conformalmonolayer contacts with lossless interfaces for perovskite single junction andmonolithic tandem solar cells，Energy Environ. Sci., 2019

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee02268f#!divAbstract

8. AM：在NIR II区有高效吸收和光热转换效率的Pt超结构用于肿瘤治疗

近红外光对生物组织具有较好的穿透深度、较低的光子散射和较高的最大允许照射量，因此在生物医学领域有着很好的应用潜力。同济大学杨洋博士、中科院长春应化所王樱蕙博士和宋术岩研究员合作报道了一种单组分空心Pt纳米超结构(“Pt螺旋体”)，它是由3D框架结构、2D层壳结构和1D纳米线结构组装而成。

Pt螺旋体在NIR-II具有很高的光热转换效率(52.5%)和摩尔消光系数(228.7 m² mol^-1)，性能均显著优于铂立方体。研究结果表明，Pt螺旋体独特的超结构是其具有增强的NIR II吸收和光热效应的重要原因。实现良好的光照效果和随体内外实验结果表明，Pt螺旋体有着出色的耐热性能、优良的光稳定性以及CT成像性能，是一种高效的肿瘤诊疗平台。

QishunWang, Yang Yang, Yinghui Wang, Shuyan Song. et al. Plasmonic Pt Superstructureswith Boosted Near-Infrared Absorption and Photothermal Conversion Efficiency inthe Second Biowindow for Cancer Therapy. Advanced Materials. 2019

DOI:10.1002/adma.201904836

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201904836

9. AEM：原位产生氧缺陷实现高活性、高稳定性的光催化固氮

含氧空位（OVs）的光催化材料凭借OVs在N₂捕获和活化方面的特性在光催化固氮方面展现出良好的催化活性。然而，材料表面的OVs极不稳定，容易捕获反应体系H₂O/O₂中的O原子，进而失活。

针对这一问题，中南大学梁叔全教授、王梁炳教授与中国科学技术大学的郑旭升研究员等设计合成了多孔的WO₃材料，发现WO₃纳米颗粒的晶体接界处（GBs）在光照下会原位产生OVs，进而提高材料的光催化固氮性能。具体而言，600 ℃下煅烧氧化得到的WO₃-600在室温、无牺牲试剂的反应条件下催化产NH₃的速率高达230 μmol g_cat^-1 h^-1，是不含GBs的WO₃材料的17倍。此外，材料在数十次的循环测试中活性基本无降低，展示出极高的稳定性。进一步的机理探究表明，GBs和OVs的存在一方面会共同调节WO₃的能带结构，另一方面伴随的W-O共价键合作用的增强会促使光生电子更易与N₂反应。总而言之，本工作展现了原位产生的OVs在光催化固氮方面的作用，为设计合成高活性、高稳定性的固氮材料提供了新的思路。

TingtingHou, Yu Xiao, Peixin Cui, Yining Huang, Xiaoping Tan, Xusheng Zheng, Ying Zou,Changxi Liu, Wenkun Zhu, Shuquan Liang, and Liangbing Wang.

OperandoOxygen Vacancies for Enhanced Activity and Stability toward NitrogenPhotofixation. Adv. Energy Mater., 2019, 1902319.

DOI：10.1002/aenm.201902319.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.201902319

10. AFM：高通量喷墨打印钙钛矿薄膜加速钙钛矿光伏成分筛选

钙钛矿成分工程是提高钙钛矿光伏效率和稳定性的最有效方法之一。对于大量的混合钙钛矿成分，高通量制备薄膜能够有效加快成分筛选，发现新型钙钛矿组分，应用于钙钛矿光电器件。

南方科技大学徐保民团队开发了一种适用于混合钙钛矿薄膜制备的高通量喷墨打印方法，该方法能够在十分钟左右制备25种混合钙钛矿薄膜，打印过程是全自动化的，并具有良好的重复性。对这些薄膜进行物相、光学吸收和荧光强度寿命表征，由此构成的性能数据库能够有效地加快钙钛矿光伏成分筛选。随后，进行光伏器件制备，器件性能对比进一步验证高通量喷墨打印钙钛矿薄膜构成的性能数据库能够加快成分筛选。

ShiChen, Lihua Zhang, Lijia Yan, Xiaodong Xiang, Xingzhong Zhao, Shihe Yang,Baomin Xu. Accelerating the Screening of Perovskite Compositions forPhotovoltaic Applications through High-Throughput Inkjet Printing, AdvancedFunctional Materials, 2019, 0, 1905487.

DOI: 10.1002/adfm.201905487

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201905487

11. ACS Catalysis: 光催化固氮中的缺陷工程

当前工业合成氨技术以使用铁基催化剂的哈柏法（Haber-Bosch）为主，其反应条件非常苛刻（250大气压、400摄氏度），并需要巨大的能耗。光催化技术能够直接将太阳能转化为化学能，为降低合成氨能耗提供了一种非常具有前景的方法。然而，氮-氮叁键的超高键能使得氮分子体现出稳定的化学特性，从而导致常规的光催化材料很难活化氮分子。因此，开发高效的固氮合成氨光催化剂依然面临巨大挑战。近年来，具有丰富缺陷结构的光催化材料对于光催化固氮表现出巨大的应用潜力。

鉴于此，最近中国科学院理化技术研究所张铁锐团队综述了光催化固氮中的缺陷工程，着重介绍了六种常见材料缺陷结构对光催化材料性能的调控规律，总结了光催化固氮材料缺陷工程的要点和关键，并对设计高活性缺陷结构材料面临的挑战以及未来光催化固氮领域的发展方向进行了展望。该工作有助于促进光催化合成氨技术的发展。

RunShi, Yunxuan Zhao, Geoffrey I. N. Waterhouse, Shuai Zhang, Tierui Zhang^*.Defect Engineering in Photocatalytic Nitrogen Fixation. ACS Catalysis, 2019.

DOI:10.1021/acscatal.9b03246

https://doi.org/10.1021/acscatal.9b03246