哈尔滨工业大学主办、Wiley出版集团合作出版的高起点新刊Electron第二卷第三期已于2024年8月正式上线！本期共收录9篇文章，内容涵盖阴极保护、燃料电池催化剂、太阳能电池、锂离子电池、金刚石基催化剂、塑料绿色回收、智能材料等领域。本刊所有文章均为开放获取，欢迎广大专家学者下载阅读！
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https://onlinelibrary.wiley.com/toc/27512614/current
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1. 研究论文【封面论文】
中山大学邢政副教授团队联合北京大学深圳研究生院杨世和教授团队提出了巧妙运用铁电材料的去极化电场促进光生载流子分离的思路。通过将具有自发极化特性的单畴铁电PbTiO₃纳米板制备成PCP系统的光阳极，借助外加偏压极化的方式建立一个能够贯穿整个光阳极并具有统一方向的去极化电场，从而驱动光生电子与空穴呈相反方向进行定向迁移，即推动电子迁移至被保护金属中，空穴则迁移到光阳极/电解质界面。由于该过程不涉及载流子在不同能带之间的转移，去极化电场并不会削弱光生载流子热力学氧化还原能力。因此，与传统PCP系统相比，这种全新的具有宏观内建电场的铁电光阳极显著提升了PCP系统整体的光电化学转换效率及阴极保护性能。
引用本文：
Xie H, Yu J, Fang Y, Wang Z, Yang S, Xing Z. Directing the photogenerated charge flow in a photocathodic metal protection system with single‐domain ferroelectric PbTiO₃ nanoplates. Electron. 2024;2(3):e51. https://doi.org/10.1002/elt2.51
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2. 研究论文
纽约州立大学宾汉姆顿分校Jiye Fang教授团队在文章中提出了一种一锅胶体合成法，用于生产单分散的多金属（Co、Mn和Fe）尖晶石纳米晶体（NC），包括纳米立方体、纳米八面体和凹面纳米立方体。探讨了形态控制的机制，展示了金属前体和封端配体在NC表面暴露晶面中的关键作用。与八面体和凹面立方体相比，以{100}面为终端的立方尖晶石NC在碱性介质中对氧还原反应（ORR）表现出优异的电催化活性。具体而言，在0.85 V时，(CoMn)Fe₂O₄尖晶石氧化物纳米立方体实现了23.9 A/g的高质量活性，并表现出优异的稳定性，突出了与其他低指数和高指数晶面相比，多金属尖晶石氧化物的{100}面在ORR性能方面的潜力。受探索ORR性能与表面原子排列（活性位点）、表面元素组成以及其他因素之间相关性的启发，文章引入了一种前景广阔的形状控制合成先进尖晶石氧化物NC的方法。文章同时强调了催化剂形貌控制的重要性，并指出了其作为非贵金属ORR电催化剂的潜在应用。
引用本文：
Li C, Pan J, Chen X, et al. Morphology‐controlled synthesis of multi‐metal‐based spinel oxide nanocatalysts and their performance for oxygen reduction. Electron. 2024;2(3):e62.https://doi.org/10.1002/elt2.62
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3. 研究论文【封面论文】
广西大学朱金良副教授团队联合澳大利亚新南威尔士大学陈智杰博士团队研发出一系列不同相的磷化钴纳米颗粒负载多孔碳催化剂，并系统地研究了催化剂的生长过程及HER性能。其中CoP-Co₂P异质结构催化剂表现出强的协同效应，在碱性和中性介质中展示出优异的HER活性和稳定性，该工作为开发高效的电解水/海水HER催化剂提供了参考。
引用本文：
Huang G, Huang Y, Ali A, et al. Phase‐controllable cobalt phosphide heterostructure for efficient electrocatalytic hydrogen evolution in water and seawater. Electron. 2024;2(3):e58. https://doi.org/10.1002/elt2.58
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4. 研究论文
华中科技大学邵明教授团队与美国佐治亚大学Tho D. Nguyen教授合作，基于(4-FPEA)₂MA₄Pb₅I₁₆钙钛矿，结合原位光谱等技术，提出了甲脒盐酸盐（FACl）作为添加剂可以通过MA/FA阳离子交换机制延缓MACl的释放，从而有效避免了后者快速释放对薄膜的破坏。此外，FA⁺阳离子还可以通过MA/FA阳离子交换进入钙钛矿晶格中，窄化LDRP钙钛矿的带隙，拓宽其光谱吸收范围。得益于薄膜质量的改善以及吸收光谱的拓宽，FACl添加剂显著提高了LDRP PSCs的PCE和稳定性。
引用本文：
Yang L, Bie T, Ma P, Xin J, Nguyen TD, Shao M. Dual function of formamidinium chloride additive improves the efficiency and stability of low-dimensional perovskite solar cells. Electron. 2024; 2(3):e52. https://doi.org/10.1002/elt2.52
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5. 综述
提高锂离子电池正极材料综合性能以满足其对能量存储日益提高的要求是锂电池领域的重要研究方向。作为第一代商业化的锂离子电池正极材料，钴酸锂（LiCoO₂，LCO）具有高理论容量、长循环寿命和优秀的倍率性能。提高工作电压可以显著提升LiCoO2的能量密度，然而往往伴随着电池循环性能下降和寿命缩短等问题，特别是在≥4.5 V的高电压下LiCoO₂面临严峻的稳定性挑战，如不利的结构相变、产气以及电极-电解液界面演变等问题。深入研究正极电解质界面膜（CEI）的形成与演变机制对理解高压下LiCoO₂的失效机制及改性策略有重要意义。在文中，清华大学何向明教授团队详细介绍了目前常用的正极材料改性策略，包括掺杂、包覆，以及针对电池其他组分（如电解液添加剂、隔膜、集流体）的改性策略。
引用本文：
Ma X, Wang J, Wang Z, Wang L, Xu H, He X. Engineering strategies for high‐voltage LiCoO₂ based high‐energy Li‐ion batteries. Electron. 2024; 2(3):e33. https://doi.org/10.1002/elt2.33
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6. 综述【封面论文】
哈尔滨工业大学朱嘉琦教授、王永杰副教授团队针对金刚石基催化剂在极端环境下的应用进行了系统总结和展望。为了充分利用丰富的二氧化碳和水资源，已经开发了各种催化材料用于在电化学或光化学条件下将其转化为有价值的化学品或可再生燃料。然而，目前大多数研究都是在温和的实验室条件下进行的，但对于一些极端环境，如火星表面和空间站内，迫切需要开发满足这些特殊要求的新型催化剂。传统的催化材料主要集中在对金属化物和窄带隙半导体材料的研究上，而对能够承受极端条件的宽带隙半导体材料的研究存在不足。鉴于金刚石具有强大的稳定性和优良的物理化学性质，可以期待它在恶劣环境中的电催化或光催化中运行，尽管目前这还尚未得到彻底的研究。本文综述了金刚石基催化剂的改性方法，以改变产物对CO₂的选择性，获得所需的C₁或C₂₊产物，并对在催化活性中发挥关键作用的一些重要因素进行了讨论；此外，金刚石独特的溶剂化电子效应使其在光催化转化过程中具有显著的优势，本文也对金刚石基催化剂在光催化方面的研究进展作了总结和讨论；最后，总结了金刚石基催化剂在各种极端条件下的实际应用中可能面临的挑战，对未来的突破方向进行了展望。
引用本文：
Zhao Z, Gao X, Zhang H, et al. Multifunctional diamond-based catalysts: promising candidates for energy conversions in extreme environments—a mini‐review. Electron. 2024;2(3):e45. https://doi.org/10.1002/elt2.45
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7. 综述
东华大学杨建平研究员课题组系统性地回顾了塑料废物电催化升级回收的最新进展，阐明了电催化剂与塑料废物升级回收之间的结构-活性关系，分析了其在实际应用中所面临的挑战，并展望了未来的发展方向。
塑料是全球最重要的合成材料之一，因其重量轻、成本低、合成工艺简单，广泛应用于包装、建筑材料、电子产品、生物医学设备和储能系统等各个领域。然而，塑料的广泛使用也带来了严峻的环境挑战，主要原因是其较短的使用寿命和化学惰性，使得废弃塑料难以降解。每年约产生4亿吨塑料废物，但回收率不到10%。传统的回收方法难以有效应对日益增长的塑料垃圾，而电催化技术作为一种新兴的处理方法，展现出了巨大的潜力。
引用本文：
Li J, Chen J, Zhang L, Matos J, Wang L, Yang J. Electrocatalytic upcycling of plastic waste: progress, challenges, and future. Electron. 2024;2(3):e63. https://doi.org/10.1002/elt2.63
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8. 综述
日益增长的能源需求和环境挑战促进了可再生能源的发展，包括太阳能、潮汐能、风能。下一代电化学储能，包括金属基电池（Li、Na、Zn、Mg等）和液流电池，受到了越来越多的关注。作为电化学储能装置中的重要组成部分，理想的电解液需要稳定的热力学和电化学性能、高离子电导率、低粘度以及与电极的良好兼容性。此外，电解液还需要能够构建稳定界面反应的溶剂化结构并实现快速脱溶剂化，以减少副反应的发生并提供快速的反应动力学。目前常见的非水系电池中的易燃电解液引发了严重的安全隐患，迫使研究人员尽快解决电解液的性能问题和安全问题。针对该问题，中国科学院大连化学物理研究所张长昆研究员团队在文章中对共熔电解液在电化学储能中的最新进展进行了总结。
引用本文：
Zhang J, Zhang Y, Fu J, Li X, Zhang C. Perspective on eutecticelectrolytes for next‐generation batteries. Electron. 2024;2(3):e57. https://doi.org/10.1002/elt2.57
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9. 综述
阿拉伯联合酋长国哈利法科学技术大学Rehan Umer教授团队在文章指出，当前正在进行的第四次工业革命，也被称为“工业4.0”，是通过融入智能自主系统、物联网（IoT）、机器人技术和人工智能来推动各种制造系统数字化的驱动力。在航空航天复合材料领域，过去十年左右的时间里，人们已经对制造能够监测自身健康状态的智能自感知纤维增强聚合物复合材料进行了全面研究。文章重点介绍了近年来在智能纤维复合材料方面的最新进展，这些复合材料中融入了纳米材料涂层压阻织物传感器（如碳纳米管（CNTs）、石墨烯和MXene）。文章还全面概述了涉及完整树脂灌注周期的过程监控，如压实响应、树脂流动监控、模具内压力变化、工艺缺陷监控以及固化/后固化监控。此外，还详细讨论了复合材料制造后的结构健康监测（SHM）。文章也概述了这些传感器面临的挑战，如可制造性、稳健性、导电性/压阻性校准以及对结构完整性的影响。最后，文章还讨论了这些传感器在物理和网络领域未来智能工厂中的应用前景。
引用本文：
Khan T, Umer R. Self‐sensing piezoresistive aerospace composites based on CNTs and 2D material coated fabric sensors. Electron. 2024;2(3):e61. https://doi.org/10.1002/elt2.61
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