磷基负极材料具有较高的理论容量和中等的氧化还原电位，且原料在储量和成本方面有极大的优势，因此其在钠、锂离子电池负极材料方面具有重要的应用前景。但红磷由于极低的电子电导率和过大的体积膨胀导致电化学活性衰减速度快，循环性能差，而黑磷导电性可达105 S/m，结构致密导致其本征倍率性能较差，两者的缺点限制了单质磷作为负极材料的实际应用。通过向单质磷中引入少量金属元素可以形成性质独特的金属富磷化物MPx (x≥2)，一方面可以通过金属元素电子注入实现金属富磷化物电子导电性的跨越式提升，另一方面还可以形成较为空旷的晶体结构提供更快的反应动力学并有效地抑制体积膨胀，因此兼具高容量和优异电子/离子输运特性的金属富磷化物MPx是极具潜力的钠、锂离子电池负极材料。主要综述了金属富磷化物材料的组成结构特点，重点阐述金属富磷化物在储能机理和改性策略方面的最新进展。

人类发展的历史, 也是能源变革的历史, 人类社会的每一次技术革命无不伴随着对能源认识、开发和利用的创新与进步。当下, 我国已经成为全球排名第一的能源生产和消费大国, 并且两个总量还在不断攀升。能源技术是解决对传统化石能源过度依赖及环境污染等问题, 构建合理的社会能源结构, 推进可持续发展, 实现“双碳”减排的关键手段。2020年, 我国以太阳能、风能为代表的可再生能源增长达到全世界的三分之一, 发展迅速。这其中, 能源材料是能源工业和能源技术体系中涉及的特殊材料, 在实现清洁能源的转化和利用, 发展新能源技术, 以及支撑整个能源系统中扮演着核心角色。 近年来, 能源材料在诸多领域取得了广泛而持续的发展, 包括二次电池、燃料电池、太阳能电池、超级电容器、光电催化、含能材料等。比如, 以高镍三元材料(NCM)为代表的新型锂离子电池正极材料, 正引领着新一代汽车动力电池技术的发展, 以支持更快的充电速度、更久的服役寿命和更长的行驶里程^[1-4]。不断提升的储能需求也催生了一系列新型电池技术, 如锂硫^[5]、锂空气^[6]电池体系, 以及固态电池^[7]技术等, 多种技术并行发展。它们在能量密度、经济性、安全性等方面各具优势, 但也存在如锂硫电池中多硫化锂造成的穿梭效应, 锂空气电池中放电产物易堵塞基底的孔道以及固态电池中电解质的电导率不佳等诸多问题, 其技术完善和产业化推动强烈依赖于电极和电解质材料的创新设计和结构优化。同时, 为了提高非化石能源占一次能源的消费比, 太阳能电池作为新能源技术的翘楚, 被寄予厚望。其中, 以钙钛矿为代表的第三代太阳能电池技术已获得与单晶硅相媲美的光电转换效率^[8], 让人们对光伏产业的未来充满了期待, 然而其对温、湿、光、氧的敏感性和不稳定性^[9], 以及在材料制备过程中难以回避污染环境的含Pb原料, 种种问题仍需从材料的底层设计中寻求解决之道。此外, 以Pt、Pd等贵金属为代表的传统催化剂材料不断优化, 以及开发的新型非贵金属、非金属催化剂, 正逐步提高燃料电池的能量转换效率, 降低其技术成本, 并已取得了一定程度的商业化应用^[10-11]。同时, 涉及如CO₂还原、固氮等过程的光、电催化新材料与新技术, 也为可再生能源的存储及利用形式提供新的出口, 为2030年完成碳达峰、2060年实现碳中和提供技术支撑^[12-13]。 在可持续发展的时代大背景以及竞争激烈的国际前沿科技大环境下, 我国在能源材料的理化机理探索、功能发现、精准设计制备以及先进器件组装等方面做出了许多开创性的工作。为集中展示我国学者在相关领域的研究成果, 推动学术交流, 激发社会各界对能源材料的兴趣, 南京理工大学联合中国科学院上海硅酸盐研究所、华中科技大学等单位组织出版“能源材料专辑”, 专辑收录了能源材料相关的最新研究论文和综述文章, 涉及钙钛矿太阳能电池、半透明太阳能电池、锂离子电池、镁电池、锂硫电池、热电、二氧化碳裂解等。期望该专辑能够抛砖引玉, 为促进我国能源材料的科学研究和学科发展提供有益参考。

通过固相反应法合成一系列插层化合物Pd_xNbSe₂ (x=0~0.17)。它们与2H-NbSe₂相同, 属于六方晶格, 空间群为P6₃/mmc。Pd占据NbSe₂层间的八面体空位。随着Pd含量的增加, 晶格常数c线性增大, 而a几乎不变。X射线单晶衍射结果表明, Pd_0.17NbSe₂的晶格常数为a=b=0.34611(2) nm, c=1.27004(11) nm。每个Pd原子与六个Se原子键合形成[PdSe₆]八面体来连接相邻的Nb-Se层, 使晶体结构变得更加稳定, 从而提高化合物的热稳定性。电学测试表明, 随着Pd含量的增加, Pd_xNbSe₂的剩余电阻比减小。此外, 超导转变温度也随着Pd含量的增加而下降, 说明Pd的引入不利于NbSe₂的超导态。

高活性催化剂是挥发性有机化合物(VOCs)催化氧化消除的关键因素。本研究通过简单的共沉淀法成功制备了具有高比表面积的非晶介孔磷掺杂氧化钛负载铂催化剂(Pt/ATO-P)。通过P掺杂, 既可获得非晶介孔结构, 又可获得高ATO-P比表面积(可达278.9 m²·g^-1)。非晶介孔Pt/ATO-P催化剂显示出优异的VOCs催化氧化性能和良好的热稳定性。Pt/ATO-P样品在空速为36000 mL·h^-1·g^-1、甲苯浓度为10000 mL·m^-3的反应条件下, 对甲苯催化氧化的T₅₀和T₉₀(实现50%和90%转化率所需的温度)分别为130 ℃和140 ℃, 明显优于无磷催化剂Pt/TiO₂。这些发现可以为拓展非晶介孔磷化材料在环境净化和能源转化等领域的应用提供重要参考。

Highly conducting ZnO:Al (AZO) films are normally prepared through substrate heating and post-annealing in reducing atmosphere, which is deleterious to maintain the high transparency of films and the overall so-lar cell performance. Here we fabricate AZO films through one-step sputtering at room temperature using oxygen-deficient targets prepared via double crucible method. The best-performed AZO film achieves a low resistivity of 4.4 × 10-4 . cm, a high haze factor of 35.0%, and optimizes the efficiency of Cu (In, Ga)Se2 solar cell with a high value of 14.15%. This letter demonstrates that oxygen deficiency can induce high surface texture, conductivity, and boost solar cell performance.

Intrinsic zinc oxide films, normally deposited by radio frequency (RF) sputtering, are fabricated by direct current (DC) sputtering. The oxygen-deficient targets are prepared via a newly developed double crucible method. The 800-nm-thick film obtaines significantly higher carrier mobility compareing with that of the 800-nm-thick ZnO film. This is achieved by the widely used RF sputtering, which favors the prevention of carrier recombination at the interfaces and reduction of the series resistance of solar cells. The optimal ZnO film is used in a Cu (ln, Ga) Se2 (CIGS) solar cell with a high efficiency of 11.57%. This letter demonstrates that the insulating ZnO films can be deposited by DC sputtering from oxygen-deficient ZnO targets to lower the cost of thin film solar cells.