电化学（中英文）

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1. 对十大科学问题之三“如何获得满足固态电池应用需求的高性能碱金属离子固体电解质?”的深度思考——获得满足固态电池应用需求的高性能锂离子固体电解质策略

邓以诚, 游梓畅, 林耿忠, 唐果, 吴敬华, 周志民, 庄想春, 杨立萱, 张振杰, 温兆银, 姚霞银, 王长虹, 周倩, 崔光磊, 何平, 李惠, 艾新平

电化学（中英文） 2025, 31 (10): 2516002-. DOI: 10.61558/2993-074X.3585

摘要（39）

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PDF（pc）（8852KB）（3495）

随着锂离子电池（LIBs）在便携式电子产品、电动汽车和电网储能领域的广泛应用，因可燃液态有机电解质所引起的电池安全问题受到越来越多的关注。固态锂电池（SSLBs）凭借其高安全性和高的能量密度潜力，被视为下一代储能技术的重要方向。然而，固态电解质（SSEs）的实际应用仍面临诸多挑战，包括离子电导率低、与电极界面相容性差、机械性能不理想，以及规模化制备困难等。如何获得满足应用需求的高性能锂离子固态电解质呢?为回答这一科学问题，本文系统梳理了近年来SSEs的研究进展，涵盖无机类（氧化物、硫化物、卤化物）、有机类（聚合物、塑性晶体、聚离子液体）以及新兴的软固态电解质（S³Es）类。分析表明，单组分（无机、有机）固态电解质存在固有局限性，且仅通过成分和结构调整难以完全克服。相比之下，软固态电解质，特别是基于“刚-柔协同”复合策略和借助多孔框架实现“Li⁺去溶剂化”机制的S³Es体系，能够通过整合互补组分的优势，在电化学性能（如离子电导率与电化学稳定窗口）、力学性能及可加工性方面实现协同提升，展现出作为下一代SSEs的巨大潜力。此外，本文还进一步探讨了S³Es面向实际应用所面临的关键挑战及新兴研究趋势，旨在为高性能SSEs的未来发展提供战略性见解。

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2. 中国化学会第二十三次全国电化学大会第二轮通知

电化学（中英文） 2025, 31 (8): 3-.

摘要（1）

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3. 中国化学会第二十三次全国电化学大会第一轮通知

电化学（中英文） 2025, 31 (3): 1-.

摘要（4）

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4. MXene复合材料的制备及其改性策略在电化学储能中的应用

游章海, 卢定泽, Kiran Kumar Kondamareddy, 顾文举, 成鹏飞, 杨静萱, 郑睿, 王红梅

电化学（中英文） 2025, 31 (5): 2418001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3524

摘要（2）

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在先进工业化与城市化的加速发展的背景下，环境恶化的速度不断加快，不可再生能源资源也日益枯竭。因此，开发潜在的清洁能源存储技术显得尤为迫切。电化学储能技术目前已广泛应用于多个领域，其中超级电容器和可充电电池作为关键组成部分，发挥着重要作用。这些技术不仅是存储可再生能源的核心要素，还对推动可持续发展具有重要意义。近年来，二维材料MXene凭借其卓越的电学性能、较大的比表面积以及可调控特性，在能源领域及其他多个应用场景中展现出巨大的发展潜力。基于MXene的层状结构，研究人员通过对费米能级处的表面终端进行调整，成功实现了储能与能量转换的双重功能。值得关注的是，与其他二维材料相比，MXene在表面拥有更多的活性位点，这使其表现出优异的催化性能。反观其他二维材料，其催化活性仅体现在边缘位点。本文全面且系统地概述了基于MXene的聚合物材料的合成工艺、结构特征、改性手段，以及它们在电化学储能领域的具体应用。此外，文章还简要探讨了MXene聚合物材料在电磁屏蔽技术和传感器领域的潜在应用价值，并对未来的研究方向进行了展望，以期为相关领域的进一步发展提供参考。

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5. 金属氮化物作为锂硫电池阴极硫骨架材料的研究

熊海基, 朱成威, 邓丁榕, 吴启辉

电化学（中英文） 2025, 31 (2): 2407061-. DOI: 10.61558/2993-074X.3489

摘要（43）

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由于锂硫电池高理论能量密度（2600 Wh·kg^-1）和比容量（1675 mAh·g^-1），被认为是集成可再生能源系统用于大规模能量存储的潜在解决方案之一。但由于“穿梭效应”、容量衰减和体积变化等障碍阻碍了锂硫电池的成功商业化。现阶段已提出各种策略以克服技术障碍，本文综述了不同金属氮化物作为高性能锂硫电池阴极宿主材料的应用，总结了不同宿主材料的设计策略，讨论了金属氮化物性质与其电化学性能之间的关系，最后，提出了对金属氮化物设计和发展的合理建议，以及促进未来突破的想法。我们希望本文能够引起更多关于金属氮化物及其衍生物的关注，并进一步促进锂硫电池的电化学性能。

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6. 非酶电化学传感器检测茶碱的最新进展

Gustria Ernis, Yulia M T A Putri, Muhammad Iqbal Syauqi, Prastika Krisma Jiwanti, Yeni Wahyuni Hartati, Takeshi Kondo, Qonita Kurnia Anjani, Jarnuzi Gunlazuardi

电化学（中英文） 2025, 31 (3): 2411291-. DOI: 10.61558/2993-074X.3527

摘要（9）

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PDF（pc）（6481KB）（792）

低浓度目标分析物的检测在制药、医疗保健和环境保护等各个领域具有重要意义。茶碱是一种天然生物碱，作为支气管扩张剂，可用于治疗哮喘、支气管炎和肺气肿等呼吸系统疾病，但治疗窗口较窄，成年人的安全血药浓度范围仅为55.5~111.0 µmol·L^-1，太低或太高都会导致严重的副作用。因此，准确监测茶碱水平至关重要。非酶电化学传感器可提供一种快速、便携和高灵敏度的实用解决方案。本文旨在对用于茶碱检测的非酶电化学传感器的最新进展进行全面综述，重点介绍其基本原理、电氧化机制、催化效应以及改性材料对电极性能的作用。本文指出了各种改性材料的重要贡献，包括碳纳米管、石墨烯、金属氧化物和多元纳米复合材料等纳米材料，深入讨论了茶碱的电氧化机理，强调了羟基和羰基反应途径受pH和电极材料的强烈影响，以及应用于指导针对特定应用选择适当的电极材料，从而提高非酶电化学传感器性能的优质改性材料的策略。结果表明，基于二氧化钛、碳纳米管和金纳米颗粒制备的多元纳米复合材料可得到3 × 10⁻⁵ µmol·L^-1的最低检测限，表明在开发高性能电化学传感器方面的巨大潜力。本文的主要结论是电极材料设计中多学科方法对于支持茶碱检测的灵敏度和选择性的重要性。尽管该领域研究已取得显著进展，但在理解茶碱更详细的氧化机制方面仍存在研究空白，特别是在pH变化和复杂环境下的茶碱电氧化机理研究面临挑战。因此，迫切需要进一步研究电极修饰和茶碱氧化机理分析，以提高传感器的准确性和稳定性，同时扩大其在药物监测和医疗诊断中的应用。通过整合各种新材料和技术方法，这篇综述有望为开发高效且经济实用的非酶电化学传感器提供重要参考。

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7. 固态电解质反应器驱动的大气环境CO₂捕集与电催化转化

华炎波, 倪宝鑫, 蒋昆

电化学（中英文） 2025, 31 (6): 2504082-. DOI: 10.61558/2993-074X.3547

摘要（38）

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电催化二氧化碳还原是一种有望解决全球能源和环境危机的变革性技术。然而，其实际应用面临着两大关键挑战：一是分离混合还原产物的过程复杂且能耗高，二是所使用碳源（反应物）的经济可行性。为了同时解决这些挑战，固态电解质（SSE）反应器的研究正在受到日益广泛的关注。在这篇综述中，我们着眼于探讨将SSE应用于电化学CO₂捕获和转化串联系统的可行性。我们首先讨论了SSE反应器的结构和基本原理，随后介绍了其在上述两个领域及串联电解的应用实例。与传统的H型电解池、流动池及膜电极电解池相比，SSE的关键创新在于阴离子交换膜和阳离子交换膜之间部署的SSE层，它实现了高效的离子传输，且可通过去离子水或湿润的氮气流有效地分离离子传导和产物收集功能。目标产物可以在SSE中间层通过两极离子复合形成，并通过多孔的SSE层被流动介质高效地带走，产生纯净的液相产物。由于CO₂还原反应可以生成一系列液体产物，过去几年中先进催化剂的开发也进一步推动了SSE反应器在高效化学品生产中的实践应用。值得注意的是，由于阴极还原反应常常消耗水中的质子并导致局部高碱性环境，SSE可应用于从不同气源（如烟道气）中捕获酸性CO₂以形成碳酸根离子。在电场的驱动下，形成的CO₃^2-可以通过阴离子交换膜，并被阳极半反应产生的质子所酸化，实现高浓度CO₂的再生，进而被收集作为下游CO₂电还原的低成本原料。基于这一原理，近年来已有多种SSE构型的反应器被报道用于高效捕获不同气源的CO₂。通过两个SSE单元的协同作用，已经实现了串联电化学CO₂捕获和电催化转化。最后，我们对SSE在未来面向碳中和领域的应用中提出了展望，并建议更多关注以下具体方面的优化：SSE层的基本物理化学性质、电化学工程视角下离子和物种通量及选择性，以及连续CO₂捕获和转化单元之间的系统性匹配。这些努力旨在进一步推动固态电解质反应器在更广泛的电化学领域中的应用示范。

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8. 直接乙醇燃料电池阳极电催化剂的设计与优化：C-C键活化及C1途径选择性调控的研究进展与挑战

秦愷池, 霍孟田, 梁宇, 朱思远, 邢子豪, 常进法

电化学（中英文） 2025, 31 (8): 2515002-. DOI: 10.61558/2993-074X.3565

摘要（12）

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PDF（pc）（12678KB）（730）

直接乙醇燃料电池作为传统能源的有前途替代方案，具有能量密度高、环境可持续性好和操作安全等优势。相较于直接甲醇燃料电池，直接乙醇燃料电池的毒性更低且制备工艺更成熟；与氢-氧燃料电池相比，直接乙醇燃料电池在储存运输可行性和成本效益方面表现更优，显著提升了商业化潜力。然而，乙醇分子中稳定的C-C键会形成高活化能垒，常导致电氧化不完全。目前商用的铂和钯基催化剂对C-C键的断裂效率低下（< 7.5%），严重制约了DEFCs的能量输出和功率密度。此外，催化剂成本高昂和活性不足进一步阻碍了其大规模商业化。近期DEFC阳极催化剂设计的进展主要集中在材料组分优化和催化机理阐释两方面。本综述系统梳理了过去五年乙醇电氧化催化剂的研发动态，重点探讨了提升C1路径选择性和C-C键活化的策略，包括：合金化设计、纳米结构工程、界面协同效应等，并深入分析总结了其作用机制。最后，我们提出了DEFC催化剂商业化面临的挑战与未来发展方向。

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9. 金电极表面有序分子膜的电化学原位偏振调制红外反射光谱研究

苏章菲, 陈爱成, Jacek Lipkowski

电化学（中英文） 2025, 31 (6): 2417003-. DOI: 10.61558/2993-074X.3528

摘要（13）

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PDF（pc）（3269KB）（727）

本综述探讨了电化学原位偏振调制红外反射吸收光谱在电极表面薄膜结构、取向和构象研究中的应用。该技术基于红外光谱表面选律，利用p偏振光在金属表面的增强和s偏振光的衰减特性，通过两者的差谱消除溶剂背景吸收，从而获取单一电极电位下表面物种的红外吸收信息。相比之下，另外两种流行的原位红外光谱技术，差减归一化界面傅立叶变换红外光谱和表面增强红外吸收光谱，需要进行电位差谱以消除本体溶液的信号。本文首先简要介绍了偏振调制红外反射吸收光谱的操作流程及消除背景吸收的方法，随后通过三个实例展示了该技术在仿生生物膜研究中的应用：束缚磷脂双层膜、大肠杆菌素在磷脂双层中的结构分析，以及金电极表面核脂单层膜的研究。最后，以氧化石墨烯在电化学还原过程中的结构变化为例，阐述了偏振调制红外反射吸收光谱在材料科学中的广阔应用前景。

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10. 锌-碘电池的挑战与机遇：从电极材料设计到储能机理

刘榕麒, 商文硕, 张进涛

电化学（中英文） 2025, 31 (9): 2515005-. DOI: 10.61558/2993-074X.3567

摘要（8）

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锌-碘（Zn-I₂）电池因其高能量密度和环境友好性而备受关注，成为一种可持续的储能解决方案。本综述系统总结了Zn-I₂电池在三个关键领域的最新研究进展：正极材料工程、锌负极稳定性调控和电解液设计。在正极方面，通过将碘锚定于导电基体上，可有效抑制多碘阴离子的穿梭效应，并加速I^-/I₂的氧化还原反应动力学。借助先进的原位表征技术，实现了对多碘中间体（I₃^-/I₅^-）的实时监测，深入揭示了电解质与电极间的相互作用，并为功能性添加剂的设计提供了理论依据，有效抑制了穿梭效应。在锌负极方面，近年来的创新手段如界面保护层的构建、三维导电骨架的引入及针对性的电解液添加剂的开发，在抑制锌枝晶生长和副反应方面取得了显著成效，从而提升了循环稳定性和库仑效率。然而，要在实际应用条件下实现长期可逆性和结构完整性仍面临诸多挑战。未来的研究应聚焦于协同电解液体系的构建和集成化电极结构的设计，以在化学稳定性、离子传输能力与机械强度之间实现协同优化，推动下一代Zn-I₂电池技术的应用。特别是，开发具有协同增效作用的多功能电解质添加剂，以及构建兼顾力学强度与离子传输动力学的复合电极结构，将在提升Zn-I₂电池性能和深化储能机理理解方面发挥关键作用。

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11. 基于Au@MoS₂的多巴胺电化学传感研究

安宁, 苏妮, 李欣然, 刘建宇, 王其炎

电化学（中英文） 2025, 31 (3): 2407241-. DOI: 10.61558/2993-074X.3503

摘要（111）

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多巴胺（Dopamine，DA）是一种重要的神经递质，其准确检测对临床诊断和神经科学研究至关重要。由于多巴胺具有电化学活性，常通过电化学方法进行检测，电化学方法因其操作简便、响应迅速、适用于在体分析而备受关注。本文本研究采用HAuCl₄还原的方法在二硫化钼纳米片上修饰金纳米颗粒制备了Au@MoS₂复合材料，旨在构建一种高灵敏度的多巴胺电化学传感器，以增强DA吸附，从而提升检测多巴胺的性能。SEM、TEM、EDS、XPS、XRD证实了Au@MoS₂的成功合成，并且金纳米颗粒均匀分布在MoS₂纳米片表面。电化学表征结果表明，Au@MoS₂/GCE在10 μmol·L^-1 DA溶液中表现出明显的氧化峰，且电化学活性显著优于未修饰的GCE和纯MoS₂。DPV结果表明，Au@MoS₂/GCE在800 nmol·L^-1至10 μmol·L^-1范围内对DA呈现良好的线性关系，检出限（LOD）低至78.9 nmol·L^-1（S/N=3），并且对其他共存干扰物质具有优良的选择性。此外，在Au@MoS₂表面进行激光诱导产生带有表面带有大量负电荷缺陷的LIAu@MoS₂,，实现了对低浓度DA的超灵敏检测。此外，激光诱导的Au@MoS₂（LIAu@MoS₂）由于表面富含大量带负电荷的缺陷，能够实现对低浓度DA的超灵敏检测。综上所述，本文成功制备了Au@MoS₂复合材料，并构建高灵敏度的多巴胺电化学传感器。该传感器具有成本低廉、操作简单和易于量产的特点，显著提升了对DA的传感性能，在生物传感领域具有潜在的应用前景。

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12. 系列综述（2/4）：重庆大学魏子栋教授课题组在电化学能源转换方面的研究进展：高性能碱性电解水催化剂

张伶, 吴汪洋, 胡秋月, 杨世丹, 李莉, 廖瑞金, 魏子栋

电化学（中英文） 2025, 31 (9): 2515007-. DOI: 10.61558/2993-074X.3583

摘要（13）

HTML （24）

PDF（pc）（5810KB）（592）

大规模部署电解水制氢技术需要高性能的电催化剂。魏子栋教授课题组针对电解水制氢电极在工业工况条件下运行面临的关键科学与技术问题，持续致力于开展析氢/析氧催化反应机理解析，提升工况条件活性与稳定性的基础科学问题研究。本综述系统地总结了该课题组近十多年围绕高性能析氢和析氧电极研究所取得的进展。首先分析了电解水制氢面临着的析氢反应动力学速率缓慢与析氧反应活性/稳定性相互制约的原因，提出了调控电解水性能的“12345”原则。进而，针对碱水析氢催化剂，发现了复合相界面增强析氢活性的“烟囱效应”和“定域电场增强效应”，利用相界面调控，优化关键物种的选择性吸附、促进界面水分子富集-再定向与活化来强化高极化条件下的传质与反应，提升工业工况反应动力学。对析氧催化剂，提出了“双阴离子调控”、“晶格氧抑制”以及“表面自修复”等策略，通过平衡不同含氧物种吸附强度、调控磁性、增强金属-氧键强度和重组表面动态结构等实现活性与稳定性的同步提升。最后，本文总结了目前析氢/析氧催化剂在工业级碱水槽应用时面临的长周期活性和稳定性的挑战，并提出了未来的研究方向。

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13. 原位/工况穆斯堡尔谱视角下的铁基氧还原反应电催化剂

Sumbal Farid, 王军虎

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2506261-. DOI: 10.61558/2993-074X.3578

摘要（0）

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开发经济高效的氧还原反应（ORR）催化剂是一项重大挑战，尤其是在寻找铂等贵金属替代材料的研究中。近年来的显著进展推动电化学研究者利用储量丰富的材料开发高效ORR催化剂，其中铁（Fe）基材料因其优异的ORR催化性能而备受关注。尽管学界已认识到Fe在提升ORR催化活性中的关键作用，但材料属性与催化性能之间的关联仍尚不明确。对于设计无贵金属ORR电催化剂而言，理解氧电催化过程中的动态变化至关重要。穆斯堡尔谱（Mössbauer spectroscopy）在解析催化体系中Fe物种的结构特征方面具有独特优势，能够助力识别活性位点、阐明催化机理。本文通过综述领域内的典型研究案例，阐明了原位/工况⁵⁷Fe 穆斯堡尔谱在各类铁基 ORR 催化材料中的应用，重点揭示了ORR催化的多个核心方面（如活性位点识别、稳定性评估、反应机理理解）。此外，本文还探讨了穆斯堡尔谱技术在该研究领域中的应用机遇与挑战，旨在揭示这一关键研究方向的潜在突破点与改进方向。

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14. 协同硼掺杂显著提升Co-N-C催化剂的氧还原反应活性

兰畅, 柏景森, 关欣, 王烁, 张楠淑, 程雨晴, 陶金晶, 楚宇逸, 肖梅玲, 刘长鹏, 邢巍

电化学（中英文） 2025, 31 (9): 2506181-. DOI: 10.61558/2993-074X.3577

摘要（1）

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钴（Co）中心对含氧中间体的弱吸附能，是致使Co-N-C催化剂与昂贵的铂基催化剂在催化氧还原反应（ORR）中存在显著性能差异的主要原因。本研究通过硼酸铵共热解策略实现硼取代，从而对Co-N-C活性位点结构进行精准调控。反应中原位生成的氨气（NH₃）气体对表面进行刻蚀形成缺陷，为硼原子取代活性中心的氮原子奠定基础。精心构筑的CoB₁N₃活性中心可以赋予钴位点更高的电荷密度及与氧物种更强的吸附能，进而加速ORR动力学。如预期所示，所制备的Co-B/N-C催化剂展现出优于Co-N-C的ORR性能：半波电位提升40 mV，转换频率提高五倍。该催化剂优异的ORR活性在膜电极性能测试中同样显著，峰值功率密度达824 mW·cm^-2，取得了目前同等条件下钴基催化剂的最高水平。本工作不仅提供了先进催化剂的设计方法，更为燃料电池应用开发了一种极具前景的非贵金属ORR电催化剂。

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15. 锂电池热管理研究进展

李宏达, 沈秋婉, 张朝阳, 赵新悦, 魏源, 李世安

电化学（中英文） 2025, 31 (7): 2411161-. DOI: 10.61558/2993-074X.3526

摘要（7）

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目前，新能源技术高速发展，储能系统广泛应用，锂离子电池在其中占据着主导地位，因此通过热管理技术保障其使用性能、安全性并延长使用寿命也至关重要。本文首先综述了锂电池热失控的诱因，并根据近年来相关文献对比了常用的三种锂电池热管理技术，即空气冷却、液体冷却和相变材料冷却。空气冷却技术因其结构简单、成本较低而被广泛研究，但控温效果较差。液体冷却技术通过液体介质的循环来带走热量，具有较好的冷却效果，但系统相对复杂。相变材料（PCM）冷却技术利用相变材料的高潜热来吸收和释放热量，能有效降低电池的峰值温度并提高温度均匀性，但导热系数低和液体泄漏是其主要问题。综上所述，锂电池热管理技术正朝着更高效、更安全和成本效益更高的方向发展。耦合冷却系统，如结合液体冷却和相变材料冷却的方法，显示出巨大的潜力。未来的研究将继续探索新的材料和技术，以满足社会和市场对锂电池性能和安全性的日益增长的需求。

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16. 高压固态锂电池：电解质设计、界面工程和未来前景综述

杨诚, 梁子欣, 张茗赟, 陈明哲, 张凯, 周丽敏

电化学（中英文） 2025, 31 (10): 2515003-. DOI: 10.61558/2993-074X.3568

摘要（17）

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固态锂电池因其优异的安全性能而成为大规模储能领域的研究热点。与锂金属阳极匹配的高压正极材料的发展使固态锂电池的能量密度接近甚至超过了基于液体电解液的锂电池。然而，在高电压条件下（> 4.3 V），固态电解质组分分解、结构退化和界面副反应会显著降低高压固态电池性能，阻碍其进一步发展。本文综述了高压固态锂电池中无机电解质、聚合物电解质和复合电解质的最新研究进展。同时，详细介绍了高压凝胶固体电解质和高压准固体电解质的设计。此外，界面工程对于提高高压固态电池的整体性能至关重要。最后，我们总结了高压固态锂电池面临的挑战，并对未来的研究方向提出了自己的看法，以期对未来的研究具有指导意义，推动高压固态锂电池的发展。

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17. 模拟体液中镁合金表面PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF纳米复合涂层的耐腐蚀、生物相容和抗菌性研究

萨拉·德赫甘-切纳尔, 哈米德·礼萨·扎雷, 扎赫拉·穆罕默德普尔, 玛丽亚姆·萨达特·米尔巴盖里-菲鲁扎巴德

电化学（中英文） 2025, 31 (11): 2504241-. DOI: 10.61558/2993-074X.3573

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镁合金由于具有可降解性和生物相容性，被认为是生物植入物应用的有前景的候选材料。然而，其快速腐蚀仍然是实际应用的一个关键限制因素。本研究开发了一种多功能纳米复合涂层，旨在提高镁合金植入物的耐腐蚀性和抗菌性能。该涂层由表面修饰TiO₂@Ag核-壳纳米颗粒的γ-环糊精金属有机框架（γ-CD MOF）构成，并嵌入到聚己内酯（PCL）基体中（PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF），与未修饰TiO₂@Ag核-壳纳米颗粒的涂层（PCL/γ-CD MOF）进行比较。模拟体液浸泡测试结果表明，虽然PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF复合涂层初始的腐蚀速率高于PCL/γ-CD MOF涂层，但随着浸泡时间的推移，其性能显著改善。五天后，腐蚀抑制率达到95.44%，腐蚀速率降至1.70 mpy。此外，该复合涂层对大肠杆菌、假单胞菌和金黄色葡萄球菌均表现出较强的抗菌活性。研究证实，该涂层促进了成骨样MC3T3-E1细胞的生长和繁殖，从而具有无毒性和良好的生物相容性。本研究结果表明，PCL-TiO₂@Ag/γ-CD MOF纳米复合涂层在可降解镁合金植入物中具有良好的生物相容性、抗菌性和耐腐蚀性，在生物医学领域具有广阔的应用前景。

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18. 后酰胺化和直接酯化法制备铟锡氧化物基氧化还原活性单层膜及其光谱电化学特性分析

相乐隆正, 中居沙映, 与夫龙介, 小仁翔太

电化学（中英文） 2025, 31 (6): 2417002-. DOI: 10.61558/2993-074X.3530

摘要（3）

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PDF（pc）（1877KB）（447）

光学透明电极上构筑具有氧化还原活性的单层结构是光谱电化学传感的典型平台。源于其多维传感信号的可用性，需要使用更加复杂精致的平台。此外，同时监测氧化还原电流和与氧化态变化同步的颜色变化可显著提高灵敏度和选择性。本研究旨在探索采用有序取向的紫精单层修饰铟锡氧化物（ITO）电极的方法及相关特性。通过利用1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)-碳二亚胺与N-羟基琥珀酰亚胺（EDC/NHS）的缩合反应，开发出了将带有羧基的紫精分子固定以形成组装单层的新方法。两种固定化方法中，一种方法涉及两个步骤，首先形成芳香族硅氧烷基底层，然后通过后酰胺化作用，以酰胺连接的方式将紫精衍生物固定在基底层上。另一种方法是在ITO表面的羟基和紫精衍生物的羧基之间直接建立酯连接。后一种方法还可用于ITO表面近距离固定二茂铁基。利用平面偏振光斜入射的电位调制紫外-可见透射吸收光谱测量技术，确定了还原型紫精的纵轴方向。利用电位调制透射吸收信号的频率依赖性数据分析了电子转移动力学，并进一步比较了两种固定方法制备的紫精修饰电极与用3-氨基丙基三乙氧基硅烷制备的最常用基底层进行后酰胺化修饰的ITO电极的性能。

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19. 水系钠离子电池钛酸亚磷酸盐阳极：进展和展望

王明理, 苏雪颖, 单政翔, 杨书哲, 郭恒瑞, 罗浩, 晁栋梁

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2515008-. DOI: 10.61558/2993-074X.3579

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水系钠离子电池因其较高的安全性而在水系电池领域备受关注。然而，水基电解液的特性降低了负极材料工作电位以及电化学稳定性，进而阻碍了水系钠离子电池的大规模应用。钛酸亚磷酸盐（NaTi₂(PO₄)₃，NTP）因其出色的电化学性能和可调的结构，被认为是最具实用化前景的用于水系钠离子电池的负极极材料之一。近年来，围绕NTP的研究取得了显著进展，但关于其研究现状和未来发展方向的综述仍然缺乏。在此背景下，本文首先介绍了NTP的基本特性，并深入分析了其实际应用所面临的挑战。随后，全面概述了提升NTP电化学性能的改性策略。最后，基于当前的研究状况和实际需求，提出了推动实现水系钠离子电池实际应用的建议和展望。本综述旨在为未来研究提供方向指引，推动从基础材料创新逐步过渡到工业应用，进而加速水系钠离子电池的大规模商业化进程。

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20. 电解水用溶剂化离子交换膜的研究现状及存在问题

周正元, 孙雨涛, 刘振邦, 王传正, 周永南, 罗希, 周天池, 乔锦丽

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2515006-. DOI: 10.61558/2993-074X.3586

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溶剂化离子交换膜近年来作为电化学能源转换与存储装置的核心组件，已获得学界广泛关注。本文从基质结构分类角度，系统梳理了离子交换膜的结构组成、性能优势、研究进展、离子传导机制及现存问题，并深入解析了性能优化方法、关键性能指标及影响因素。该研究为优化离子交换膜的设计应用提供理论支撑，为未来水电解制氢、电化学储能等领域的技术发展注入新动能。

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21. 电化学学科“十五五”发展趋势及优先研究领域

庄林, 蔡文斌, 季恒星, 李箐, 王功伟, 辛森, 赵庆, 程方益, 郭玉国, 毛兰群, 田阳, 吴菲, 张立敏, 相艳, 胡劲松, 曹睿, 肖丽, 陶华冰, 邢巍, 詹东平, 廖洪钢, 肖梅玲, 任斌, 彭章泉, 文锐, 王翔, 宋月锋, 吕厚甫, 夏宝玉, 汪国雄, 程俊, 刘智攀, 周敏, 黄冰, 李存璞, 邹雨芹, 王双印, 林海波, 魏子栋

电化学（中英文） 2025, 31 (10): 2510081-. DOI: 10.61558/2993-074X.3590

摘要（2）

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为落实国家科技发展规划总体部署，在十四五的收官之年，由国家自然科学基金委员会化学科学部主办的电化学“十五五”发展规划战略研讨会于2025年8月29日在厦门成功举办。本次战略研讨会汇聚国内电化学领域的顶尖智慧，为我国电化学学科在“十五五”期间的高质量发展进行布局谋篇，对服务国家重大战略需求、提升我国电化学研究的国际竞争力具有重要意义。本文将聚焦这次战略研讨会对我国未来五年（2026-2030）电化学学科发展提出的战略需求及优先领域，由来自界面电催化、储能界面电化学、生物电化学、氢能电化学、电化学微/纳制造、电化学工况表征、电-热耦合催化、理论与计算电化学发展战略、电化学合成等9个研究方向40多位国内电化学领域领军专家，系统梳理了我国电化学基础研究与应用基础研究的发展现状，深入剖析电化学学科发展面临的核心问题与关键挑战，并结合国家重大战略需求提出未来5-10年电化学学科的前沿领域和发展趋势，进一步推动学术界形成更清晰的共识。本文所凝练的电化学学科“十五五”发展规划战略及优先领域建议，将为推动电化学学科高质量发展、支撑科技强国建设提供重要参考。

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22. 离子液体增强质子转移并促进中性析氧反应

陈明星, 刘念, 杜子翯, 齐静, 曹睿

电化学（中英文） 2025, 31 (7): 2515001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3549

摘要（11）

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中性析氧反应对于新能源转换与存储领域而言意义十分重大。然而，缓慢的质子耦合电子转移步骤限制了析氧反应的整体效率。因此，开发高活性的中性析氧催化剂具有十分重要的研究价值。本文通过一种简便的策略成功制备出离子液体（IL）修饰的CoSn(OH)₆纳米立方体（CoSn(OH)₆-IL）。修饰的离子液体并未改变CoSn(OH)₆的结构特征，但可有效调控活性位点附近的质子活性。与未经修饰的CoSn(OH)₆纳米立方体相比较而言，CoSn(OH)₆-IL对中性析氧反应展示出更高的本征活性。例如，在1.8 V（相对于可逆氢电极）的电压下，CoSn(OH)₆-IL的析氧电流密度是CoSn(OH)₆的4倍。根据pH依赖性实验、原位电化学阻抗图谱、化学探针实验和同位素效应等测试结果可以得出，CoSn(OH)₆-IL催化剂中的界面离子液体可以作为质子转移介体，促进中性析氧反应的质子转移速率并提高析氧中间体的表面覆盖度，有效降低活化能垒，最终能够加速析氧反应动力学。这项工作提供了一种简单且有效的策略促进质子耦合电子转移过程，并有利于指导析氧催化剂的合理设计。

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23. 仿真模拟不锈钢波纹管在不同液膜厚度下的点蚀过程

任露军, 李国敏, 朱振啸, 熊海燕, 李冰

电化学（中英文） 2025, 31 (7): 2502161-. DOI: 10.61558/2993-074X.3539

摘要（4）

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为了深入研究波纹管在海洋大气环境下的腐蚀过程以及准确预测其使用寿命，在考虑局部电化学反应、氧气浓度及溶液中均相反应的基础上，本文采用有限元法模拟研究了波纹管波峰和波谷在不同电解质液膜厚度下的点腐蚀速度和腐蚀坑形态，同时，为了提高计算精度，本文使用插值函数的形式直接导入拟合后的极化曲线数据作为电极表面的非线性边界条件。研究结果表明，波峰比波谷的腐蚀速度更快；随着电解质液膜厚度的增加（从10 μm增加到500 μm），波峰和波谷的腐蚀速度均逐渐减慢，波峰处在模拟时长为120 h后的最大腐蚀速度从0.720 mm/a减小至0.130 mm/a，波谷处从0.520 mm/a减小至0.120 mm/a，两处的腐蚀速度差异逐渐减小；随着腐蚀的进行，腐蚀坑逐渐向着基体内部扩展，除了纵向扩展外，其还沿着钝化膜界面横向扩展，直至穿透整个基体。本研究为不锈钢波纹管在海洋环境下的防腐工作提供了参考。

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24. 高体积比容量二氧化锡颗粒嵌入碳包覆介孔氧化亚硅棒锂离子电池负极研究

郭家林, 李妮妮, 郑鹏

电化学（中英文） 2025, 31 (2): 2410171-. DOI: 10.61558/2993-074X.3520

摘要（3）

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与锂离子电池硅负极材料相比，氧化亚硅（SiO_x）因其高比容量(1965 mAh·g⁻¹)和适中的体积膨胀（160%）等优点而受到广泛关注。将二氧化硅（SiO₂）还原制备成SiO_x，并同时保持SiO₂原有的纳米形貌，可以减弱硅负极材料的体积膨胀，是发展高性能负极材料的有效策略。本文选择以介孔SiO₂棒为原料，通过一步高温退火法，将二氧化锡（SnO₂）颗粒嵌入碳涂层，制备了介孔SiO_x-SnO₂@C棒复合材料。将其作为锂离子电池负极材料，具有以下结构优点：SnO₂颗粒弥散分布于棒的体相中，增加了体积能量密度；包覆的碳层能有限维持SiO_x在嵌脱锂过程中的结构稳定性；介孔通道有利于提高锂离子扩散速率并缓冲体积膨胀。利用这些结构特性，在0.1 A·g⁻¹电流密度下，其重量和体积比容量分别高达1271 mAh·g^-1和1573 mAh·cm^-3，且历经200个循环后，容量保持率为95%。

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25. 2025中国化学会电催化与电合成国际研讨会成功举办

电化学（中英文） 2025, 31 (4): 4-.

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26. 介孔碳质子交换膜燃料电池结构与传输阻力仿真分析

邓豪, 刘佳, 侯中军

电化学（中英文） 2025, 31 (5): 2514001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3546

摘要（25）

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介孔碳载体可通过纳米孔限域Pt沉积缓解磺酸根中毒问题，但其形态特征对氧传输的影响机制尚不明确。本研究结合碳载体形态模拟与改进的催化层团聚体模型，构建了阐明催化层孔结构演化、Pt利用率及氧传输过程的数学模型。结果表明，局部传质阻力主要由三个因素主导：（1）决定氧通量的活性位点密度；（2）决定最短传输路径的离聚物膜厚度；（3）影响实际路径长度的离聚物-Pt表面积比。在低离聚物/碳比例（I/C比）条件下，活性位点不足导致局域传输阻力显著增加（因素1主导）；而高I/C比虽提升离聚物覆盖率，但膜厚增大会削弱传质（因素2-3主导）。大尺寸碳颗粒因降低外比表面积并增加离聚物厚度，导致局域传质阻力净升高。随着纳米孔内Pt占比或Pt质量分数增加，孔内Pt密度升高加剧孔道堵塞，导致活性位点减少并增加离聚物厚度及表面积，进一步增大传质阻力。同样地，Pt载量降低导致活性位点减少，氧传输阻力线性增加。本研究强调需协同优化载体形态、Pt分布及离聚物含量，在平衡催化活性与传质效率的同时抑制孔道堵塞，研究结果可以为高性能介孔碳催化剂设计提供系统化理论指导。

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27. 化学镀钴过程中添加剂糖精对结晶取向的调控

罗雨欣, 王静静, 王露, 闫子一, 马艺, 薄鑫, 党静霜, 王增林

电化学（中英文） 2025, 31 (8): 2412231-. DOI: 10.61558/2993-074X.3533

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在化学镀钴过程中，我们发现添加剂糖精的加入可明显改变化学镀钴层表面的形貌、织构取向及镀层的导电性。研究表明，当糖精添加量为3 mg·L^-1时，钴镀层由无序大晶粒转变为蜂巢状结构，具有密排六方（HCP）钴晶体的（002）择优取向，其电阻率降低至14.4 μΩ·cm，经过热处理后，电阻率进一步降低至10.7 μΩ·cm，这对于其在芯片中的应用具有重要价值。当糖精浓度升高时，晶粒逐渐细化，呈现“石林”状结构，择优取向不变，而糖精的加入在一定程度上提高了镀钴膜的纯度。通过密度泛函理论对钴镀层结晶行为的研究表明，糖精分子可吸附于钴密排晶面的特定c位点，抑制abc堆积方式生长，诱导晶体按ab堆积方式生长，从而实现HCP（002）晶面的择优生长。

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28. 金超微电极原位电沉积FeCo-MOF电化学检测肾上腺素

陈妍, 商建, 万思宇, 崔晓彤, 刘中刚, 郭正

电化学（中英文） 2025, 31 (3): 2417001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3516

摘要（27）

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金属-有机框架（MOF）纳米材料因其独特性质显著促进了电化学传感器的发展。合理设计双金属MOF并集成与微电极对于提高电化学性能至关重要，但仍然面临巨大挑战。本工作中通过原位电沉积方法将双金属FeCo-MOF纳米材料组装于金超微电极（Au UME，直径约为5.2 µm）表面，并应用于肾上腺素（EP）的电化学检测。FeCo-MOF呈现类纳米花结构，均匀分散在超微电极基底上。FeCo-MOF/Au UME在EP检测中表现出较好的电化学性能，具有高灵敏度36.93 μA·μmol^-1·L·cm^-2和低检测限1.28 μmol·L^-1。这可归因于EP在超微电极基底的非线性快速传质特点，以及基于MOF结构中Fe、Co双金属的协同催化效应。此外，我们将FeCo-MOF/Au UME成功应用于人血清样本中EP的检测，且表现出较高回收率。本研究工作不仅有助于扩展电化学传感器研究领域，还将为设计开发基于MOF纳米敏感材料的微纳电化学传感器件提供指导和借鉴。

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29. 碳载铂镍八面体纳米粒子作为质子交换膜燃料电池阴极催化剂的性能研究

丰紫薇, 陈海忠, 段骁, 唐玲, 赵云昆, 黄龙

电化学（中英文） 2026, 32 (1): 2515009-. DOI: 10.61558/2993-074X.3588

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质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种有前景的能量转换装置，但其大规模商业应用受制于高昂的成本和较低的性能。PEMFC的性能主要受限于阴极氧还原反应（ORR）的动力学。铂是对氧还原反应催化活性最高的单金属，但是其性能仍难以满足商业化应用。前期研究表明，铂镍八面体纳米粒子（oct-PtNi-NPs）在半电池中具有优异的ORR活性，但其在膜电极组件（MEA）中的性能报道较少。本论文研究了碳载铂镍八面体纳米粒子（oct-PtNi/C）作为阴极催化剂的膜电极组件性能。研究结果表明，温和的酸洗条件可溶解oct-PtNi/C表面不稳定的镍原子，得到PNC-A催化剂；以PNC-A催化剂为阴极催化剂的MEA性能得到提高：当阴极铂负载量为0.2 mg∙cm^-2时，MEA的最大功率密度达到1.0 W∙cm^-2，比使用商用Pt/C作为催化剂时高15%；经30,000圈加速老化实验后，使用PNC-A催化剂的MEA的性能保持率为82%，高于Pt/C（74%）。本论文研究了使用PNC-A催化剂作为PEMFC阴极催化剂的可能性，并发现该催化剂提高了PEMFC的性能，同时降低了贵金属铂的用量。

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30. 中国化学会第三届电化学能量转换研讨会第一轮通知

电化学（中英文） 2025, 31 (2): 1-.

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