学术背景 光合微生物能够通过将太阳能转化为化学能，直接将二氧化碳（CO₂）转化为高附加值的长链化学品，这为CO₂封存与可持续发展提供了极具前景的路径。然而，光合反应中产生的关键还原力——还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADPH）——主要用于支持微生物在黑暗环境中的生存，而非用于生物合成。这一限制严重制约了光合微生物在实际应用中的潜力。为了解决这一问题，研究者们提出了一种太阳能解耦的生物混合策略，通过将持久性光催化剂与光合微生物结合，实现光反应与暗反应的解耦，从而在无光照条件下持续利用CO₂并进行长链化学品的生物合成。 论文来源 这篇论文由Na Chen、Jing Xi、Tianpei He等作者共同撰写，来自武汉大学人民医院、湖南大学、上海交通大学等机构。论文于2025年4月10日发表在C...

学术背景 硼氢化物燃料电池（Direct Borohydride Fuel Cells, DBFCs）作为一种潜在的碳中性能源，因其使用硼氢化钠（NaBH4）作为阳极燃料而备受关注。NaBH4具有便携、无毒、水溶性和环境稳定性等优点，使得DBFCs在理论上能够提供高达1.64 V的电压和9.3 kWh/kg的能量密度。然而，传统的DBFCs在实际应用中面临两大挑战：阴极氧还原反应（ORR）的动力学缓慢，以及阳极硼氢化物氧化反应（BOR）的选择性低，导致其输出功率密度和效率难以满足工业应用的需求。 为了解决这些问题，研究者们提出了一种新型的硼氢化物燃料电池（BHFC），通过用酸性氢析出反应（HER）替代传统的ORR，以实现高效的电力生成和并发的氢气生产。该研究通过界面工程和局部环境调控策略，设...

学术背景 随着全球气候变化问题的加剧，减少二氧化碳（CO2）排放并寻找可持续的能源解决方案成为科学研究的重要方向。电催化还原二氧化碳（CO2RR）是一种将CO2转化为有价值化学品和燃料的绿色技术，具有巨大的应用潜力。然而，尽管在该领域取得了显著进展，CO2RR在实际应用中仍面临诸多挑战，尤其是如何在高电流密度下实现目标产物的高效选择性生产。其中一个主要问题是CO2在电解液中的低溶解度，这导致阴极表面CO2供应不足，进而限制了反应效率。 为了克服这一问题，研究人员致力于开发新型电催化剂，并探索CO2需求与供应之间的动态关系。本研究通过原位合成非晶态铜锑氧化物（CuSbOx）阴极，系统研究了CO2RR中CO2需求与供应对催化性能的影响，揭示了CO2供应能力对电催化性能的决定性作用。 论文来源 本...

学术背景 随着全球对可持续发展的需求日益增加，化学工业正面临从化石燃料向可再生资源转型的迫切挑战。目前，绝大多数合成化学产品的碳骨架来源于不可再生的化石燃料，这不仅加剧了碳排放问题，还使得化学工业成为化石燃料的主要消费者之一。为了实现碳中和目标，化学工业需要寻找新的碳源，尤其是利用二氧化碳（CO₂）作为原料的绿色化学途径。甲醇（methanol）作为一种潜在的可持续化学平台，因其易于从CO₂和绿色氢气（green hydrogen）中生产，近年来受到了广泛关注。甲醇不仅可以用作燃料，还可以作为化学合成的中间体，进一步转化为其他高附加值化学品。 然而，将甲醇整合到现有的化学生产链中仍面临诸多挑战。其中一个关键问题是，如何将甲醇高效地转化为合成气（syngas，即CO和H₂的混合物），并进一步用...

学术背景 钙钛矿材料因其在太阳能电池和其他电子器件中的广泛应用而备受关注。其光学性质（如带隙和晶格振动）可以通过调整化学组成来灵活调控。尽管从钙钛矿结构预测光学性质的研究已经较为成熟，但如何从光学数据反向预测化学组成却一直是一个难题。这一问题的解决对于加速钙钛矿材料的开发和生产具有重要意义，尤其是在大规模工业生产中，快速筛选和验证新材料的化学组成将极大地提高生产效率。 为了应对这一挑战，研究者们提出了一种结合高通量合成、高分辨率光谱技术和机器学习（特别是人工神经网络，ANN）的创新方法。通过这种方法，他们不仅能够高效合成多种化学组成的钙钛矿材料，还能够通过光学数据准确预测其化学组成。这一研究为钙钛矿材料的快速筛选和优化提供了新的工具。 论文来源 该研究由来自Michigan State Un...