冰融残雪润新芽，柳曳东风试杏花。Carbon Energy 第七卷第二期上线：Research Article 10 篇、Review 2 篇 。本期内容包含了“电池材料、电子元器件、电催化、能源转换与存储 ”等领域方向。编辑部对此进行了汇总，欢迎大家阅读、分享、下载。感谢编委会、作者、审稿人、读者以及社会各界人士对Carbon Energy 的大力支持。
封面
封面文章重庆大学陈伟根&郑玉杰&INRS孙书会院士：有机阳离子支撑层状钒酸盐阴极助力高性能水系锌离子电池
Organic cation-supported layered vanadate cathode for high-performance aqueous zinc-ion batteries
封底
封面文章香港城市大学吴伟：仿出汗吸湿膜实现高热通量被动式冷却
Ultra-high-flux passive cooling enabled by a sweating-inspired hygroscopic membrane
文章汇总
图文目录导读
1. Research Article
重庆大学陈伟根&郑玉杰&INRS孙书会院士：有机阳离子支撑层状钒酸盐阴极助力高性能水系锌离子电池
1.通过一步水热法合成了层状钒酸盐[Me₂NH₂]V₃O₇（MNVO）用于水系锌离子电池阴极材料。
2.基于离子键和氢键的协同支撑作用和丰富的氧空位，MNVO具有高电子传输速率和低离子扩散能垒，展现出优秀的倍率性能和循环稳定性。
Organic cation-supported layered vanadate cathode for high-performance aqueous zinc-ion batteries
Changding Wang, Yingfang Li, Sida Zhang, Tian-Yi Sang, Yu Lei, Ruiqi Liu, Fu Wan, Yuejiao Chen, Weigen Chen*, Yujie Zheng*, Shuhui Sun*
Carbon Energy. 2024; 7: e647.
https://doi.org/10.1002/cey2.647
2. Research Article
香港城市大学吴伟：仿出汗吸湿膜实现高热通量被动式冷却
1.基于吸湿性盐溶液中水分蒸发过程提出了一种被动式热管理技术来抑制电子元器件的温升，并采用田口方法与数值模拟相结合的方法对所提出的膜式散热器（HMHS）进行优化。
2.通过实验证明了与相同体积的传统翅片散热器相比，优化后的HMHS可实现高达21 °C的温降（热源为25 kW/m²）；与相同体积的固-液相变材料（石蜡）相比，优化后的HMHS将有效冷却时间延长了343%，实现的最大温降范围为7.0 °C - 20.4 °C。
Ultra-high-flux passive cooling enabled by a sweating-inspired hygroscopic membrane
Zengguang Sui, Fuxiang Li, Yunren Sui, Haosheng Lin, Wei Wu*
Carbon Energy. 2024; 7: e665.
https://doi.org/10.1002/cey2.665
3. Research Article
北京理工大学苏岳锋&陈来&董锦洋：“双管齐下，协奏共鸣”——双导界面工程提升富锂正极材料电化学性能
1.将一种简单的IEDC界面工程技术应用于LMO颗粒，在LMO颗粒表面创建了由导电Gr框架和自发形成的离子导电性尖晶石Li₄Mn₅O₁₂异质外延层组成的多层界面。
2.通过全面的测试验证，这种双导电表面具有减少极化、保持晶体结构稳定和促进电子/离子快速扩散的能力。
3晶体结构测试和电化学分析表明，创新的多层结构限制了晶格氧的释放和TM的迁移/溶解，同时增强了离子电导率，从而提高了电化学性能.
Ionic-electronic dual-conductor interface engineering and architecture design in layered lithium-rich manganese-based oxides
Youyou Fang, Yuefeng Su*, Jinyang Dong*, Jiayu Zhao, Haoyu Wang, Ning Li, Yun Lu, Yujia Wu, Wenbo Li, Ni Yang, Xiaojuan Wu, Feng Wu, Lai Chen*
Carbon Energy. 2024; 7: e642.
https://doi.org/10.1002/cey2.642
4. Research Article
吉林大学杨春成&蒋青教授&厦门大学王鸣生教授：具有复合反应机制和硫空位的ZnIn2S4用于可持续钠储存
1.通过简易的低温水浴法成功制备了具有超薄纳米片和硫空位的ZnIn₂S₄ (Vs-ZnIn₂S₄)。
2.提出了一种可能的独特储钠机制(插层-转换-合金化反应机制)。
3.实验表明硫空位的引入和插层-转换-合金化反应机制提高了该负极材料的反应动力学，增加了其可逆容量并促进了循环稳定性。
ZnIn₂S₄ with a hybrid reaction mechanism and sulfur vacancies for sustainable sodium storage
Yu Wang, He He Zhang, Zi Wen, Chang Ning Sun, Guo Yong Wang, Ming-Sheng Wang*, Chun Cheng Yang*, Qing Jiang*
Carbon Energy. 2024; 7: e654.
https://doi.org/10.1002/cey2.654
5. Research Article
华中科技大学孙永明&杨辉团队：在硅/碳厚电极垂直通道结构研究中取得重要进展
1.通过气泡造孔法成功构建了在厚度方向上具有垂直排列通道的硅/碳复合厚电极（VC-SC）。
2.实验表征和理论模拟均表明，所获得的垂直通道结构能够有效解决传统厚电极中由于迂曲度高导致离子传输缓慢的问题，显著提升反应动力学，减少极化和副反应，减轻应力，提高活性材料的利用率，并增强厚电极的循环稳定性。
3.组装的VC-SC||NCM622软包全电池具有490.3 Wh kg-1的高能量密度，即使在2.0 mA cm⁻²的高电流密度下，经过500个循环后仍有72.0%的容量保持率。
4.当匹配NCM811正极时，VC-SC||NCM811软包全电池（2Ah）在1.2 mA cm⁻²下循环300次后显示出78.2%的容量保持率。
Vertical channels enable excellent lithium storage kinetics and cycling stability in silicon/carbon thick electrode
Wen Zhang, Zihan Zhang, Xinxin Wang, Wanming Li, Qin Chen, Wangting Zhong, Junhong Wei, Zihe Chen, Shuibin Tu, Xiancheng Wang, Yuchen Tan, Yun Zhang, Huiqiao Li, Yongming Sun*, Huamin Zhou, Hui Yang*
Carbon Energy. 2024; 7: e651.
https://doi.org/10.1002/cey2.651
6. Review
厦门大学李君涛＆周尧综述：碳纳米管在锂离子电池中的应用与挑战
1.本综述更关注对CNTs内外不同的锂离子吸附和插入机理；详细分析了CNTs管的结构特征（包括CNTs的长度、缺陷密度、直径和壁厚）和电解质组成（溶剂类型、阳离子和功能添加剂）对固体-电解质界面反应的影响。
2.讨论了如何优化各种复合电极中CNTs与其他固体组分之间的固-固界面。
3.通过强调这种结构-性能关系的重要性，阐明了CNTs在各种先进锂电池中应用的优缺点。
A review on applications and challenges of carbon nanotubes in lithium-ion battery
Zhen Tong, Chao Lv, Guo-Dong Bai, Zu-Wei Yin, Yao Zhou*, Jun-Tao Li*
Carbon Energy. 2024; 7: e643.
https://doi.org/10.1002/cey2.643
7. Research Article
胡素娟教授：硅空气电池的进步— —用于便携式应用的高性能非对称电解质和准固态设计
1.采用了一种创新的策略：引入酸碱不对称电解质结构，并结合非贵金属阴极催化剂，例如通过FeMo金属簇修饰的Fe-N₄单原子催化剂。
2.开发酸性条件适用的FeMo-NC阴极催化剂，实现了与商用Pt/C催化剂相当的ORR活性和稳定性。
3.构建的非对称电解质一体化固态硅空气电池具有良好的安全性、低成本和便携性，开路电压达到1.6V，能量密度为300.2Whkg-¹，超过了大多数现有水系硅空气电池的能量密度，展现出极大的应用潜力。
Advancements in silicon-air batteries: High performance asymmetric-electrolyte and quasi-solid-state designs for portable applications
Shengcui Pang, Junjie Wang, Baoling Wang, Mingshan Zhu, Guangzhi Hu, Haijiao Xie, Sujuan Hu*
Carbon Energy. 2024; 7: e661.
https://doi.org/10.1002/cey2.661
8. Research Article
韩国科学技术院Kyung Yoon Chung：钠离子电池正极材料研究新进展
1.成功合成了富含镍的六边形层状Na²⁺xNi₂TeO₆（NNTO）正极材料，其钠含量可变（x = 0, 0.03, 0.05, 0.10）。
2.物理化学表征显示，原子尺度上的过量钠含量能够改变表面并抑制相变，同时保持晶体结构，这使得材料在室温下展现出增强的循环性能和改善的电化学动力学。
3.实验研究中发现含有10%过量钠的NNTO正极材料在60°C的相对高温下，展现出71.6%的容量保持率，相较于原始材料的60%有显著提升
Effect of sodium content on the electrochemical performance of P2-Na₂Ni₂TeO₆ layered oxide cathode for sodium-ion batteries
Iqra Moeez, Ali Hussain Umar Bhatti, Min-Kyung Cho, Dieky Susanto, Muhammad Akbar, Ghulam Ali, Kyung Yoon Chung*
Carbon Energy. 2024; 7: e658.
https://doi.org/10.1002/cey2.658
9. Research Article
吉林大学崔小强：非均质磷化物“相似堆叠”激发压缩应变的高效析氢
1.提出了应变调制的“相似叠加”方法。
2.具有相似原子排列的磷化物的表面堆叠实现了均匀的应变调制，堆叠层数优化了应变范围和氢吸附能力。
3.相似堆叠条件下的Ni₂P/Co₂P在HER中表现出较高的电流活度和稳定性，超过了商用Pt/C。这项工作拓宽了电催化材料的设计视野。
“Similar stacking”-inspired compressive strain of heterogeneous phosphide for efficient hydrogen evolution
Tianyi Xu, Dongxu Jiao, Jinchang Fan, Yilong Dong, Zhaoyong Jin, Lei Zhang, Wei Zhang, Jingxiang Zhao, Weitao Zheng, Xiaoqiang Cui*
Carbon Energy. 2024; 7: e668.
https://doi.org/10.1002/cey2.668
10. Research Article
天津大学梁骥&深圳信息职业技术学院闫啸：在铜镍非晶合金纳米阵列上实现高稳定性和选择性的氨电氧化过程
1.首次提出了一种超快速激光淬火策略，构建具有纳米线阵列结构的CuNi非晶合金催化剂。
2.该策略通过在极高的功率密下熔化金属并在纳秒内快速冷却，可以很好地继承原始纳米结构，从而在Cu纳米线阵列表面形成了CuNi非晶包覆层，该材料表面Cu原子通过与周围的Ni原子固定在一起，解决了CuNi合金催化剂易失效的问题，使材料具有超强的AOR稳定性，以及优越的电催化活性和选择性。
Highly stabilized and selective ammonia electro-oxidation over CuNi metallic glass nanoarray
Yunrui Tian, Rui Chen, Xiaoqing Liu, Zixian Mao, Haotian Tan, De'an Yang, Feng Hou*, Xiaoguang Liu, Lichang Yin*, Xiao Yan*, Ji Liang*
Carbon Energy. 2024; 7: e667.
https://doi.org/10.1002/cey2.667
11. Review
电子科技大学张永起&浙江工业大学夏新辉综述：等离子体技术辅助制备多尺度电化学能源转换和储存材料
1.全面地介绍等离子体技术及其在电化学能源存储与转化材料中的应用。
2.概述了等离子体技术的分类、设备和原理。
3.详细介绍基于等离子体技术合成或改性多尺度材料的最新进展，包括转换、掺杂、沉积和其他应用。
4.详细地讨论了等离子体在电催化，包括析氢反应、析氧反应 (OER)、氧还原反应、锌空气电池，电池，包括锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、锂金属电池、锌离子电池和超级电容器等领域的进展。
5.深入讨论了等离子体工艺与电极性能之间的关系。
6.总结并展望了等离子体技术在电化学能源存储与转化材料领域中的挑战和未来的发展方向，以期构建更高性能电极材料。
Plasma-assisted fabrication of multiscale materials for electrochemical energy conversion and storage
Chen Li, Tengfei Zhang, Zhong Qiu, Beirong Ye, Xinqi Liang*, Xin Liu, Minghua Chen, Xinhui Xia*, Chen Wang, Wangjun Wan, Yongqi Zhang*
Carbon Energy. 2024; 7: e641.
https://doi.org/10.1002/cey2.641
12. Research Article
燕山大学薛天宇教授&翟昆教授&程迎春教授：异质结界面电荷非对称分布促进电催化析氢性能提升
1.通过精确控制反应前驱体的沉积温度，采用一步化学气相沉积法成功制备了二维MoO₂/MoS₂台阶异质结。
2.该样品优异的晶体质量和较大的比表面积，为深入研究单一界面的晶体结构、电学性能与氢气析出性能之间的关系提供了理想平台。
3.在MoO₂/MoS₂台阶异质结构中，金属性的MoO₂组分促进了界面电荷的单向快速转移，产生了显著的界面电荷整流效应。
4.电催化微纳器件测试显示，该单一异质结界面在10mAcm-²的电流密度下，Tafel斜率为49mVdec-¹，过电位为138 mV（相对于可逆氢电极）。
Asymmetric charge distribution boosts hydrogen evolution performance in two-dimensional MoO₂/MoS₂ step heterostructure
Mengke Kang, Xiang Zhang, Jingyi Wang, Wen Li, Tianyu Xue*, Kun Zhai*, Jianyong Xiang, Anmin Nie, Yingchun Cheng*, Zhongyuan Liu
Carbon Energy. 2024; 7: e663.
https://doi.org/10.1002/cey2.663