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　　新研究提升太阳能

　　电池转换效率

　　本报讯  兰州大学教授彭尚龙团队采用新型电荷选择性材料改性、光吸收改善、硅纳米陷光结构的构筑、硅表面钝化和硅/金属界面接触电阻降低等策略，既提升了太阳能电池转换效率又降低成本。成果日前发表于《纳米能源》。

　　传统的硅基太阳能电池由于制备流程复杂、硬件设备投资高，使得电池成本高，限制了大规模的应用。用新型电荷选择性材料与晶硅基片形成非掺杂的异质结太阳能电池，可避免掺杂所需要的高温工艺，但这类材料本身空穴迁移率低、硅接触面性能差，以及存在硅/金属电极接触电阻高等问题，限制了电池转换效率的提高。

　　针对这些问题，研究人员通过将还原氧化石墨烯引入新型电荷选择性材料薄膜中，使导电性提高、电池材料光吸收增强。通过电池结构的设计、选用氧化锌作为电子选择性材料等技术改进，使得太阳能电池转换效率超过15%。

　　（刘晓倩）

　　高效电催化二氧化碳

　　还原研究获进展

　　本报讯  近日，中科院大连化物所研究员邓德会团队在金属-N4活性中心高效电催化二氧化碳还原研究中获进展，相关成果发表于《德国应用化学》。

　　金属—氮—碳是一类具有优异电催化二氧化碳还原性能的催化剂，目前的制备方法很难获得结构明确且均一的该类催化剂，制约了对其活性中心及催化反应机理的认识。为探究该类催化剂的反应机理及不同金属中心的活性趋势，研究人员在长期对金属-N4活性中心结构认识及其催化反应研究的基础上，利用具有明确金属-N4结构的系列3D金属酞菁作为模型催化剂进行实验，并结合理论计算、电化学实验及同步辐射X射线原位吸收谱对该体系进行了系统深入的研究。

　　结果表明，与其他3D金属酞菁相比，钴酞菁具有最优异的催化性能。电化学实验验证了理论计算的结果，实验表明钴酞菁可高选择性地将二氧化碳还原成一氧化碳，并在特定电位显示了高稳定性。

　　（张政  高鹤华）

　　锂电池“长寿”密码找到

　　本报讯  锂电池在使用过程中会产生枝晶，枝晶断裂不仅会导致电池容量衰减，寿命打折，还可刺透隔膜使电池短路引发安全问题。南开大学梁嘉杰、陈永胜教授课题组与江苏师范大学赖超课题组合作制备了具有多级结构的银纳米线—石墨烯三维多孔载体，并负载金属锂作为复合负极材料。这一载体可抑制锂枝晶产生，从而实现电池超高速充电，有望大幅延长锂电池“寿命”。该成果在最新一期《先进材料》上发表。

　　近年来，由于无法抑制金属锂在大电流密度充放电下枝晶产生以及电极体积膨胀的问题，锂电池的长寿命、大容量“快充快放”依然难以逾越。“把金属锂沉积到具有三维网络结构的多孔集流体中构建金属锂复合负极材料，是目前解决上述困难的有效途径之一。”梁嘉杰说。基于此，课题组提出实现超高电流密度及超长循环寿命的理想金属锂负极三维载体材料选择及优化策略。利用石墨烯宏观体三维网络作为机械骨架，银纳米线二维网络作为导电结构，通过低成本、与工业化生产相兼容的涂布—冷干法，制备具有多级结构的银纳米线—石墨烯三维多孔载体，并负载金属锂作为金属锂复合负极材料。

　　经测试，该复合负极材料的比容量可达2573mAh/g；对称电池测试中，首次实现了在极高电流密度40mAh/cm2下反复充放电1000周以上。

　　（孙玉松 马超）

　　新型热超构材料

　　实现废能高效利用

　　本报讯  近日，西南大学物理与科学技术学院教授韩天成与新加坡国立大学教授邱成伟等合作，针对高效利用热能问题，在一种新型热超构材料研究中取得新进展。相关研究在线发表于《先进材料》。

　　能源消耗之后有很大一部分转化成热能。由于难以利用，这部分热能常被看作废能。研究人员提出一种新的理论设计方法并构建了实验方案，验证了三种功能器件：能够在收集环境信息的同时不被发现的隐形传感器；能够在阻止热流入侵的同时不影响外场分布的隐形斗篷；能够将点热源发出的圆形等温线转换成平直等温线从而实现均匀加热的超级扩展器。这三种功能器件都具有材料参数简单和结构简单的双重优势，无需做任何参数近似即可实验实现，并且对任意方向传导过来的热流都具有良好的性能表现，显示出全参数和全向性双重优点。

　　（温才妃 刘汭雪）