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科研进展共计 824 条信息

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1 锂电池电解液分子结构阐明 2021-09-18

日本新潟大学、东京理科大学、山口大学和高能加速器研究机构等组成的研究团队,与山形大学和横滨国立大学的研究团队合作,共同在分子水平上阐明了锂离子电池(LIB)新电解液的浓缩锂盐水溶液结构。 研究团队通过利用拉曼光谱分析锂离子的状态、利用中子和X射线做实验以及进行理论模拟,最终在分子水平上明确了浓缩锂盐水溶液的液体结构。由此发现,浓缩锂盐水溶液中会形成阴离子交联2个以上锂离子的聚集体,并且与低浓度水溶液不同,相邻水分子之间的氢键非常弱。电极上形成的覆膜对水基LIB的驱动非常重要,锂离子与阴离子形成的聚集体被认为与其有关,这是首次通过实验证明形成了这种聚集体。 作为新一代蓄电池,水基LIB备受期待,全球展开了开发竞争。此次明确的浓缩锂盐水溶液中的锂离子结构对水基LIB驱动的关键——覆膜的形成有很大影响。研究团队计划开发能形成更优质覆膜的浓缩锂盐水溶液,并应用于蓄电池。 查看详细>>

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2 大连化物所等揭示近红外发光钠铒双钙钛矿纳米晶超快动力学机理 2021-09-16

近日,中国科学院大连化学物理研究所复杂分子体系反应动力学研究组研究员韩克利团队与山西师范大学教授苗向阳团队合作,揭示出钠铒基双钙钛矿纳米晶的近红外荧光及其超快动力学机理。 非铅钙钛矿纳米晶无(低)毒性、高稳定性、优良的光电特性使其在发光二极管、光电探测器、太阳能电池等领域广受关注。目前,科研人员多聚焦于具有可见光发射的非铅钙钛矿纳米晶性能的研究,对于发光效率较低的近红外区域的发光体系研究较少(尤其在通讯波长~1.5μm)。因此,开发具有高效近红外荧光的非铅钙钛矿纳米晶,并探究其发光动力学机理具有重要意义。此外,稀土基双钙钛矿纳米晶相关研究尚未被报道。 该工作中,科研人员通过变温热注射法,合成了一系列结晶度高、形貌均匀的双钙钛矿纳米晶Cs2NaEr1-xBxCl6(B:In,Sb,Bi;x=0,0.13,0.5),其均可发射出近红外荧光(最强发光位置为1543nm),对应三价铒离子的Laporte禁阻跃迁为4I13/2→4I15/2。研究发现,对于混合Sb/Er体系,随着Sb含量增加,近红外荧光明显增强;相比于Cs2NaErCl6纳米晶,Cs2NaEr0.5Sb0.5Cl6纳米晶的近红外荧光强度提高了23倍。此外,结合稳态、瞬态光谱技术和理论计算,研究发现增强的激子吸收、变长的荧光寿命、适当的声子辅助过程及长寿命的暗俘获态有利于钙钛矿纳米晶材料的近红外发光。该工作为合理设计高效、稳定的稀土基双钙钛矿纳米晶提供了新思路,有望用于近红外发光二极管、光通讯及量子存储等领域。 相关研究成果以All-Inorganic Rare-Earth-Based Double Perovskite Nanocrystals with Near-Infrared Emission为题,发表在《激光与光子学评论》(Laser&Photonics Reviews)上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中科院科学仪器发展计划等项目的资助。 查看详细>>

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3 上海光机所等在钙钛矿超晶格激光研究中取得进展 2021-09-14

近日,中国科学院上海光学精密机械研究所激光与红外材料实验室微结构与光物理研究团队与多伦多大学教授Sargent团队合作,在钙钛矿超晶格激光领域取得重要进展,相关成果发表在Advanced Science上。 钙钛矿量子点具备较低的电子态简并度、接近100%的量子产率以及窄发射光谱的特点,成为潜在的新型激光器材料。然而,由于存在俄歇效应,从飞秒激光泵浦到纳秒激光泵浦往往导致激光的阈值升高两个数量级。研究运用配体交换策略,钝化量子点表面,诱导量子点自组装形成规则结构的三维超晶格微腔。新型超晶格微腔的俄歇效应明显降低,且热效应受到抑制,实现了纳秒激光泵浦下的低阈值。 该研究创新性的提出了一种钠原子钝化的自组装策略,诱导量子点形成有序的三维立方结构,减少体系俄歇效应,从而实现低阈值纳秒激光。 研究工作得到国家自然科学基金、上海市启明星计划、加拿大自然科学和工程研究委员会、加拿大班廷博士后奖学金项目的支持。 查看详细>>

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4 大连化物所在光电催化分解水制氢研究中取得进展 2021-09-14

近日,中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部研究员李灿团队在光电催化分解水制氢方面取得新进展,团队受自然光合作用Z机制的启发,实现了高效光电催化全分解水过程,该过程的分解水制氢效率达4.3%,是目前文献报道的最高效率。 前期,李灿团队通过模拟自然光系统II中关键组分的重要功能,构筑了高效的光电催化水氧化体系(J.Am.Chem.Soc.,2018;Adv.Mater.,2019),发现部分氧化的石墨烯(pGO)可作为捕光材料与水氧化催化剂之间的电荷传输媒介,其功能类似于自然光系统II中酪氨酸(Tyr)的作用。 研究中,团队基于自然光合作用的原理,采用多媒介调控策略,实现了由自然光合作用Z机制启发的高效光电催化全分解水过程。团队通过将无机氧化物基光阳极(BiVO4),有机聚合物基光阴极(PBDB-T:ITIC:PC71BM)与多个电荷传输媒介相耦合,组装了一个高效的无偏压全分解水光电化学池。研究发现,该体系中有机聚合物的离散能级特性使得有机光阴极和无机光阳极的光谱吸收具有较好的互补性,极大提高了太阳能的利用率。此外,该体系在捕光材料和电子受体/供体之间构建了一个包含多个电荷传输媒介的仿生电荷传输链。在电化学电位梯度的驱动下,光生电子通过这些电荷传输媒介有效转移,提高了电荷传输速率并降低了电荷复合速率,实现了高效的电荷分离和传输。因而,太阳能-氢气(STH)转换效率达到4.3%。该研究通过使用具有匹配能级的多媒介调控的仿生策略,为高效人工光合体系的合理设计和组装提供了新思路和有效方法。 相关研究成果以Unassisted Photoelectrochemical Cell with Multimediator Modulation for Solar Water Splitting Exceeding 4%Solar-to-Hydrogen Efficiency为题,发表在《美国化学会志》上。研究工作得到国家自然科学基金委“人工光合成”基础科学中心、中科院战略性先导专项(B类)“能源化学转化的本质与调控”等的资助。 查看详细>>

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