拓扑量子材料用于能源转化与存储的研究进展

拓扑量子材料具有非平庸的拓扑表面态,并且对于材料的杂质、缺陷或无序具有很高的鲁棒性,因此在能源转化与存储领域中备受关注。简要介绍了拓扑量子材料的分类及相应的能带结构,同时结合近十年来拓扑量子材料在能源转化与存储领域中的应用发展,阐述了拓扑量子材料在水分解、电池、超级电容器和乙醇氧化等应用领域中的研究进展。总结了拓扑量子材料在能源转化与存储领域中现存的挑战,并对未来的新应用进行了展望。

过渡金属硫族化合物中电荷密度波和超导电性的调控

过渡金属硫族化合物(Transition metal chalcogenides,TMCs)因具有丰富的晶体结构和不寻常的电子特性呈现出有趣的物理现象,引起了人们的持续关注。重点介绍了过渡金属二硫化物(Transition metal dichalcogenides,TMDCs)中电荷密度波(Charge density wave,CDW)和超导电性(Superconductivity,SC)的最新重要发现,系统分析和比较了TMDCs的晶体和能带结构,总结了掺杂和高压对TMDCs中CDW和SC的调控规律,探讨了TMDCs中CDW和SC之间的关系,展望了未来研究方向和机遇。

碳达峰、碳中和目标下抗CO_(2)双相混合导体透氧膜研究进展

双相混合导体透氧膜在高温条件下是一种兼具氧离子和电子导电性的无机陶瓷材料,可以从含氧气源中高效分离氧气,在富氧燃烧、纯氧制备、固体燃料电池等高温需氧行业备受关注。其中,将双相混合导体透氧膜与富氧燃烧耦合有助于捕捉CO_(2),减少CO_(2)排放,是实现国家“碳达峰、碳中和”目标的有效方式之一。在实际应用环境中,CO_(2)可能导致双相混合导体透氧膜结构破坏和透氧性能下降,所以要求其具备优良的抗CO_(2)性能。介绍了双相混合导体透氧膜工作原理和抗CO_(2)性能的影响因素,以及近年来单相、双相抗CO_(2)混合导体透氧膜材料的研究进展。同时,阐述了双相混合导体透氧膜材料在水分解产氢耦合和甲烷部分氧化等领域的应用进展,证明该材料可以有效提高能源利用效率,并利于CO_(2)减排和再利用。最后,总结并展望了抗CO_(2)双相混合导体透氧膜材料研究现状及发展趋势。