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（58）

HTML （162）

PDF（pc）（8852KB）（9293）

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. 钠离子电池硬碳基负极材料的研究进展

殷秀平, 赵玉峰, 张久俊

电化学（中英文） 2023, 29 (10): 2204301-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2204301

摘要（3735）

HTML （485）

PDF（pc）（4161KB）（8787）

本文系统地总结了近年来钠离子电池中硬碳负极材料的研究进展以及相应储钠机理的发展历程，并从结构设计和电解液调控两方面综述了硬碳材料性能的提升策略。简述了前驱体的选择、碳化温度、预处理、造孔剂、杂原子掺杂、材料复合、电解液调控以及预钠化等策略对硬碳负极材料储钠性能的影响。本文为高性能低成本硬碳材料的设计合成和电解液匹配提供了新的见解，并展望了未来硬碳负极材料进一步研发的方向。

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3. 多孔陶瓷支撑型管式固体氧化物电解池性能研究

汪恒吉, 陈文国, 全周益, 赵凯, 孙毅飞, 陈旻, 奥坚科·弗拉基米尔

电化学（中英文） 2023, 29 (12): 2204131-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2204131

摘要（489）

HTML （33）

PDF（pc）（2843KB）（3901）

固体氧化物电解池是一种新型能源转换技术，能实现间歇式能源到氢能的高效转化，为能源的有效利用提供了新途径。本文针对固体氧化物电解池金属镍基阴极支撑体在电解过程中的局部氧化以及由此引发的电池结构稳定性问题，提出了一种多孔氧化钇稳定的二氧化锆（YSZ）支撑型管式固体氧化物电解池，其构型为多孔YSZ支撑体/Ni-YSZ燃料极电流收集层/Ni-YSZ燃料极电化学催化层/YSZ/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9双层电解质层以及La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ空气电极，研究了造孔剂（聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA）的含量对多孔YSZ支撑体的孔隙率、孔径分布和支撑体机械强度的影响，考察了电解池在H₂O-H₂气氛中的电化学电解性能。研究结果表明，当PMMA含量为25wt.%时，电解池具有最优的综合力学性能和电解催化活性，在750 °C的工作温度下，电解池的产氢气速率为3 mL·min^-1·cm^-2，电解池在10次升降温热循环过程中电解性能衰减为~5%，表现出优良的电解稳定性。本研究结果验证了多孔YSZ支撑型管式电解池的应用可行性。

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4. 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

摘要（28）

HTML （31）

PDF（pc）（5762KB）（2799）

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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5. 电化学十大科学问题

中国化学会电化学专业委员会

电化学（中英文） 2024, 30 (1): 2024121-. DOI: 10.61558/2993-074X.3444

摘要（31）

HTML （444）

PDF（pc）（837KB）（2446）

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6. 氮掺杂石墨毡对水系醌基氧化还原液流电池性能的影响

张衡, 夏力行, 姜珊, 王福芝, 谭占鳌

电化学（中英文） 2023, 29 (12): 2203231-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2203231

摘要（417）

HTML （89）

PDF（pc）（5605KB）（2202）

电极的性能是实现水系醌基氧化还原液流电池（AQRFBs）高能量效率的关键。本文采用尿素水热反应对石墨毡（GF）进行改性，同时研究了水热反应时间对氮掺杂石墨毡表面官能团和结构的影响。利用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积及孔隙度分析仪（BET）、拉曼光谱（Raman）和X射线光电子能谱（XPS）对改性电极的表面形貌、比表面积、碳缺陷、元素含量和表面官能团进行了表征。然后，通过循环伏安法、电化学阻抗谱和单电池循环对改性电极的电化学性能进行了研究。结果表明，氮掺杂提高了石墨毡的比表面积、亲水性和电导率。氮掺杂石墨毡（NGFs）具有优异的电化学催化活性和较低的电荷转移电阻。与GF相比，在100 mA·cm^-2时，电池负极使用NGF-6电极后，醌基氧化还原液流电池的能量效率提高了8.0%。

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7. 2024第二十二次全国电化学大会第二轮通知

电化学（中英文） 2024, 30 (5): 2-.

摘要（7）

HTML （33）

PDF（pc）（399KB）（2201）

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8. PEG水系电解液用于高性能锌碘双离子电池

屈小峰, 唐宇婷, 何鑫程, 周佳晟, 唐子恒, 冯文华, 刘军

电化学（中英文） 2023, 29 (11): 211026-. DOI: 10.13208/j.electrochem.211026

摘要（986）

HTML （95）

PDF（pc）（25108KB）（2162）

碘因来源丰富和具有较快的氧化还原反应动力学使其作为电池的正极材料而倍受青睐，然而，由于碘单质在电解液中的高溶解性而带来的穿梭效应，使得电池的性能下降。本文在水系锌离子电解液中添加聚乙二醇(PEG400)和碘化钾，PEG400能与碘发生络合，抑制了单质碘和碘离子生成碘三离子（I₃^-）的反应，进而避免了碘的溶解；最后，该电解液搭配双层碳布集流体、锌片及双层隔膜组装成电池，在1 mA·cm^-2电流密度下，首圈容量可达1.62 mAh·cm^-2，参与氧化还原反应碘占该电池电解液中碘质量的47.52%，库仑效率为93%左右；而在7 mA·cm^-2高电流密度下，库仑效率可达98%左右，循环1200圈后，循环保持率为58.33%。

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9. 用于促进碱性介质中析氢反应动力学的异质结构电催化剂的合理设计

马海斌, 周晓延, 李嘉艺, 程洪飞, 马吉伟

电化学（中英文） 2024, 30 (1): 2305101-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2305101

摘要（219）

HTML （56）

PDF（pc）（6754KB）（2037）

在碱性介质中，由于电极材料的较高的稳定性，电催化析氢反应（HER）具有实现大规模制氢的巨大潜力。然而，即使对于最突出的铂催化剂，HER在碱性介质中的反应动力学也比在酸性介质中慢2-3个数量级，这是由于碱性环境下质子的浓度较低。异质结构催化剂具有多种结构优势，研究表明，构建异质结构电催化剂是促进碱性HER动力学的有效策略。协同效应是异质结构的一个独特特征，这意味着一个功能活性位点作为水解离的促进剂，另一个活性位点则负责适度的氢吸附，从而协同提高HER催化性能。此外，异质结构中的每个构建模块都是可调节的，为构建最佳催化剂提供了更多的灵活性和可能性。同时，由于界面处两个组分之间存在费米能级差，可以合理地调控每个组分的电子结构，从而大幅度提高碱性介质中的HER催化性能。随着对纳米结构的深入理解，人们开发了更先进的设计策略来构建高性能异质结构电催化剂。本文综述了异质结构催化剂在碱性HER方面的最新发展，以及构建界面异质结构以促进碱性HER动力学性能的合理设计原则。我们首先介绍了HER在碱性介质中的基本反应途径，然后详细讨论了促进碱性HER动力学的新兴有效策略，包括协同效应、应变效应、电子相互作用、相工程和结构工程，最后提出了未来面向实际应用的新型异质结构催化剂设计所面临的挑战和研究机遇。

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10. 电解液中Cu(111)晶面电溶解/沉积势垒施加电荷相关性的跨尺度计算

乔行, 朱勇, 孙升, 张统一

电化学（中英文） 2023, 29 (10): 2205171-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2205171

摘要（521）

HTML （51）

PDF（pc）（2659KB）（2011）

电化学沉积和电化学腐蚀的核心问题是不同电压/电荷作用下的电极/电解质界面行为，其控制量是溶解/沉积反应路径的势垒，但是势垒的测量和计算难度比较大。本文采用密度泛函和连续介质耦合方法研究了不同加载电荷面密度下平整表面和含阶梯表面的Cu（111）面薄板电极直接和间接溶解/沉积两种路径的能量形态。结果发现，不同加载电荷面密度下溶质Cu原子在Cu（111）面的表面扩散和溶解过程中初末态能量分别和最高过渡态能量存在简单的线性关系，符合经典的Brønsted-Evans-Polanyi关系。在直接/间接溶解和沉积过程中，势垒和加载的电荷面密度呈线性或二次函数关系。通过这些表达式可以直接从稳态能量计算溶解/沉积和表面扩散的势垒，也可以直接计算不同加载电荷面密度下的势垒，极大的降低实验和计算工作量。通过拟合公式计算出不同临界加载电荷面密度时的势垒大小可以得出：对于溶解过程中，随着加载电荷面密度逐渐增大至0.135 |e|/Å²，阶梯处原子首先以直接溶解的方式进入到电解质溶液中；对于沉积过程，随着加载电荷面密度降低至0.105 |e|/Å²，电沉积首先发生在平整表面，并可越过较低的表面扩散势垒移动至台阶处，表面扩散是速率控制步骤。当加载电荷面密度进一步减小为0.086 |e|/Å²，此时的沉积方式以直接沉积到阶梯位置为主。

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11. 电化学法深度处理电厂脱硫废水

韦聚才, 易娟, 吴旭

电化学（中英文） 2024, 30 (4): 2205041-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2205041

摘要（328）

HTML （68）

PDF（pc）（1952KB）（1966）

本文介绍了一种用于处理电厂脱硫废水的电聚浮+电解联合工艺深度，实现废水中SS、COD和氯离子的有效去除。通过线性伏安扫描法探究了电厂脱硫废水中亚硫酸根和氯离子在β-PbO₂电极表面的反应机理和相关动力学参数，以此验证了β-PbO₂是良好的亚硫酸盐电催化氧化和电产活性氯的材料。实验室自制方形连续推流式电解槽，分为电聚浮段和电解段。电沉积法自制钛基β-PbO₂网状电极为电解阳极。若以《火电厂石灰石－石膏湿法脱硫废水水质控制指标》（DL/T 997-20006）COD排放标准为处理终点，3.5 V电解电压下某电厂脱硫废水处理能耗仅为10.78 kWh∙m^-3。电解电压为4.0 V时，电解槽运行300 min可去除废水中的绝大多数的COD和氯离子，二者去除率分别为91.43%和92.98%。验证了工艺路线的技术可行性和经济可行性。

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12. 用于光催化和电化学应用的纳米结构石墨氮化碳

Muhammad Abdul Qadeer, Iqra Fareed, Asif Hussain, Muhammad Asim Farid, Sadia Nazir, Faheem K. Butt, 邹吉军, Muhammad Tahir, 杜尚丰

电化学（中英文） 2025, 31 (1): 2416001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3498

摘要（17）

HTML （54）

PDF（pc）（3624KB）（1917）

石墨氮化碳（g-C₃N₄）因其出色的机械和热学特性而成为一种有价值的材料，可应用于光电转换器件、有机化合物合成的加速器、燃料电池应用或电源的电解质，以及储氢物质和荧光检测器等领域。g-C₃N₄可以采用不同的方法制备，且可得到多种形态和纳米结构，如为不同用途而设计的零到三维材料。近年来关于g-C₃N₄的报道很多，但缺乏涵盖纳米结构尺寸及其性质的全面综述。本文旨在对g-C₃N₄的光催化和电催化用途提供基本和全面的了解。通过涵盖合成方法、尺寸、形貌、应用和性能，重点介绍了g-C₃N₄纳米结构设计的最新进展。除了总结之外，我们还将讨论挑战和前景。从事g-C₃N₄纳米结构相关研究及各种应用的科学家、研究人员和工程师可能会发现我们的综述论文是有用的资源。

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13. 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）

PDF（pc）（916KB）（1879）

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14. 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）

HTML （122）

PDF（pc）（7444KB）（1859）

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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15. 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）

PDF（pc）（1612KB）（1838）

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16. 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（21）

HTML （33）

PDF（pc）（5802KB）（1678）

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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17. 三苯甲烷类染料整平剂用于再布线层高速电镀铜的形貌调控机制研究

宋子豪, 王伟斌, 柳晓辉, 韩晓敏, 周毅, 黄蕊, 姜艳霞, 李哲, 刘晓伟, 肖梅玲, 廖洪钢, 徐维林, 孙蓉

电化学（中英文） 2026, 32 (2): 2509091-. DOI: 10.61558/2993-074X.3591

摘要（14）

HTML （19）

PDF（pc）（3928KB）（1671）

再布线层由多层的介电材料和电镀铜材料构成，是晶圆级先进封装中用于重新布局芯片表面引脚的基本结构。作为电解液中最关键的化学成分，电镀铜添加剂正在快速发展迭代，以满足工业界对高速沉积和细线宽、窄线距的应用需求。然而，探究电镀添加剂的分子结构与电镀铜材料性能之间复杂的构效关系仍然是一项重要挑战。本研究对比考察了一组三苯甲烷类染料分子结晶紫和甲基绿作为整平剂在高速再布线层电镀中的应用效果和作用机制。结果表明，甲基绿相比结晶紫分子在仅增加一个季铵化的端基的条件下，即可显著增强分子的电化学极化并实现镀层形貌平整。结合量子化学计算、电化学原位光谱及微观结构分析表征，我们发现甲基绿具有更强的静电吸附、更高的表面覆盖以及明显的多添加剂协同，从而实现对电镀铜线路形貌的精确调平。本研究阐明了三苯甲烷衍生物整平剂体系的吸附机制及筛选依据，并提出了适用于高速电镀铜应用的添加剂备选结构。

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18. 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（51）

HTML （56）

PDF（pc）（6949KB）（1659）

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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19. 氧化钨和磷钨酸对LiNi_0.96Co_0.02Mn_0.02O₂材料的表面包覆改性研究

赵刚, 龚正良, 李益孝, 杨勇

电化学（中英文） 2023, 29 (10): 2204281-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2204281

摘要（421）

HTML （67）

PDF（pc）（1915KB）（1629）

随着电动汽车的高速发展，对锂离子电池的能量密度、循环性能和成本提出了更高的要求，目前已有的高镍材料LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)能量密度可以达到760 Wh·kg^-1，已成为锂离子正极材料发展的重要方向。超高镍三元正极材料（ LiNixCoyMn₁_-x-yO₂，x ≥ 0.90）具有超过210 mAh·g^-1比容量，因而可实现更高的能量密度，但目前关于超高镍材料的研究工作仍然比较少。超高镍正极材料的研究极具实用意义，因此，本文选择LiNi_0.96Co_0.02Mn_0.02O₂（NCM96）这一超高镍材料进行研究。为了提升超高镍三元正极材料NCM96的电化学性能，本工作采用了氧化钨和磷钨酸来对其进行包覆改性，并系统研究了材料改性前后的结构、形貌及电化学性能。其中，氧化钨包覆能有效提升三元材料的电化学性能，但目前尚未有利用氧化钨对超高镍正极材料进行包覆改性的报道。此外，磷钨酸是一种可以同时实现氧化钨和磷酸盐双重包覆的物质，双重包覆有望实现比单一元素包覆更优的电化学性能。本工作通过NCM96前驱体与磷钨酸和氧化钨液相共混，烘干后混锂烧结实现氧化钨和磷钨酸包覆。研究结果表明，两种表面改性方法对超高镍三元正极材料首圈放电比容量影响都较小，且能有效改善材料的长期循环性能。对比两种改性材料的高温电化学性能，发现经磷钨酸包覆改性后的材料其高温循环性能优于氧化钨包覆改性，说明磷钨酸的P/W双元素改性优于WO₃的W单元素改性。

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20. 机器学习加速氧化还原电位和酸度常数计算

王锋, 程俊

电化学（中英文） 2024, 30 (2): 2307181-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2307181

摘要（262）

HTML （76）

PDF（pc）（2022KB）（1610）

氧化还原电位和酸度常数作为重要的物理化学性质被应用于分析能源材料重要指标值。为了实现能源材料的计算设计，发展计算电化学的方法，在复杂电化学环境下计算这些性质至关重要。近年来，利用计算电化学方法计算氧化还原电位和酸度常数已经受到了广泛的关注。然而，常用的计算方法如基于隐式溶剂化模型的小分子自由能计算，对于复杂溶剂化环境的处理非常有限。因此，基于第一性原理分子动力学（AIMD）的自由能计算被引入来描述复杂溶剂化环境中的溶质-溶剂相互作用。同时，基于AIMD的自由能计算方法已经被证实可以准确预测这些物理化学性质。然而，由于AIMD计算效率低且计算资源需求大，需要引入机器学习分子动力学（MLMD）加速计算。MLMD通过机器学习方法，构建模拟体系结构到第一性原理计算结果的一对一映射，可以在低成本下实现长时间尺度的AIMD。对于氧化还原电位和酸度常数计算，如何构建训练机器学习势函数模型所需的数据集至关重要。本文介绍了如何通过自动化工作流实现自由能计算势函数的自动化构建，通过机器学习分子动力学计算自由能并转化为对应的物理化学性质。

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21. 以掺氢天然气为燃料直接内重整固体氧化物电池堆的稳定性

汤亚飞, 武安祺, 韩贝贝, 刘华, 包善军, 林王林, 陈铭, 官万兵, Subhash C. Singhal

电化学（中英文） 2024, 30 (1): 2314001-. DOI: 10.61558/2993-074X.3430

摘要（27）

HTML （28）

PDF（pc）（1949KB）（1599）

本文研究了掺氢天然气直接内重整平管型固体氧化物电池短堆的长期稳定性和衰减机理。通过约3000小时的实测实验，结果显示，电堆的总体衰减率为2.3% kh^-1，电堆中三个金属连接板的面积比电阻分别增加了0.276 Ω·cm²、0.254 Ω·cm²和0.249 Ω·cm²，但电堆中两个电池的电压反而分别增加了3.38 mV·kh^-1和3.78 mV·kh^-1。电堆衰减主要由金属连接件表层氧化及其与阴极集流层材料反应生成SrCrO₄物质，两者共同作用增大了电池与金属连接体间的界面电阻所致。结果表明，以掺氢天然气为燃料直接内重整平管型固体氧化物燃料电池电堆具有良好的稳定性。本文工作为掺氢天然气在固体氧化物燃料电池堆中的直接内重整应用提供了理论参考与实验依据。

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22. 电极/碱性聚电解质界面的微分电容曲线和零电荷电位测定

刘晨希, 邹泽萍, 胡梅雪, 丁宇, 谷宇, 刘帅, 南文静, 马溢昌, 陈招斌, 詹东平, 张秋根, 庄林, 颜佳伟, 毛秉伟

电化学（中英文） 2024, 30 (3): 2303151-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2303151

摘要（325）

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碱性聚合物电解质作为现代碱性氢氧燃料电池的核心组成部分，其单离子导体的特性使得“电极/碱性聚电解质”界面的性质与“电极/溶液”界面有所不同。本文使用微电极，运用循环伏安、电化学交流阻抗以及浸入法等方法，测定了电极/碱性聚电解质界面的微分电容曲线和零电荷电位。该界面的微分电容曲线呈“U”状，且存在局域极小值，该极小值所对应的电位与浸入法测得的零电荷电位数值一致。单离子导体的特性使得“电极/碱性聚电解质”界面在零电荷电位两侧表现出不同的电化学极化行为。

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23. 碳酸酯类电解液中纳米银电极界面过程的原位拉曼光谱研究

谷宇, 胡元飞, 王卫伟, 尤恩铭, 唐帅, 苏建加, 易骏, 颜佳伟, 田中群, 毛秉伟

电化学（中英文） 2023, 29 (12): 2301261-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2301261

摘要（607）

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锂电池体系中负极表面固态电解质界面相（SEI）对锂电池性能起到至关重要的作用。然而，SEI结构和化学组成复杂，其形成机理至今仍未完全阐明，阻碍了锂电池的发展和应用。本文从方法学角度出发，采用表面增强拉曼光谱（SERS）“借力”策略，通过优化银纳米粒子的结构并借助其外来表面局域等离激元共振作用，开展以EC-DMC为溶剂的碳酸酯类电解液体系中SEI成膜过程的原位研究。为了确保可靠的原位SERS测试，我们设计了一种三电极体系气密拉曼电池。我们利用原位SERS方法，在纳米银电极上获得了SEI成膜过程的组成和结构信息。研究表明，SEI随电位变化呈现出双层结构，其中内层由薄且致密的无机组分构成，外层由疏松的有机组分构成。同时，研究发现LEMC是EC还原的主要成分，而不是LEDC，且金属锂参与的化学反应在形成稳定SEI中的起到关键作用。此外，锂发生沉积后，由于锂与银的合金效应导致其介电常数发生变化，从而削无法进一步增强SEI的拉曼信号。本文为深入理解负极表面SEI的形成及演变过程提供依据，并为今后开展锂电池体系相关界面过程的原位研究提供借鉴。

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24. 基于BP神经网络的电化学还原硝酸盐过程智能控制

张芯婉, 孟广源, 方立强, 常定明, 李童, 胡锦文, 陈鹏, 刘勇弟, 张乐华

电化学（中英文） 2023, 29 (12): 211215-. DOI: 10.13208/j.electrochem.211215

摘要（330）

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PDF（pc）（3160KB）（1425）

电化学还原硝酸盐过程关键在于该废水处理过程中参数的有效控制。基于硝态氮电化学还原的测试数据和各参数间的相关性，得出与出水效果密切相关的四因素，即反应时间、初始浓度、初始pH和电流密度，采用BP神经网络算法建立了电化学法还原硝态氮的预测模型，并验证了模型的准确性。结果表明，4-7-1型BP神经网络网络构型最优，模型预测的去除效果与实测值相吻合，R²为0.9095。利用BP神经网络模型对参数调控，可以优化电化学处理过程：对电流密度进行阶段性调控，在相同处理量下可降低15%的能耗；在水质波动情况下进行电流密度控制，在相同处理时间内可保证出水达标。该研究结果可以为智能控制电化学去除硝态氮的过程提供参考。

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25. 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（27）

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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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26. 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（47）

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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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27. 厦门大学“电化学研究范式”暑期学校2024招生简章

电化学（中英文） 2024, 30 (5): 3-.

摘要（2）

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28. LiF-Sn复合修饰层改性石榴石/锂金属界面

杨武, 郑雪凡, 武玉琪, 汤士军, 龚正良

电化学（中英文） 2023, 29 (11): 2204071-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2204071

摘要（289）

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锂金属和固态电解质在能量密度和安全性能上有巨大的提升潜力，被视为全固态电池的重要组成部分。具有高锂离子电导率（约10^-3 S·cm^-1）和高剪切模量（55 GPa）的无机石榴石型固态电解质被认为是理想的固态电解质之一，然而锂枝晶生长的问题依旧难以解决。在本文中，通过在石榴石表面蒸镀一层LiF-Sn复合修饰层，增加石榴石与锂金属的界面浸润性的同时构建了离子快速传输通道，阻挡了电子向石榴石体相的注入，有效地抑制了锂枝晶的生长。界面修饰层的存在使得界面阻抗由969 Ω·cm²降低至3.5 Ω·cm²，对称电池的临界电流密度提升至1.3 mA·cm^-2，对称电池在0.4 mA·cm^-2的电流密度下稳定循环200 h。

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29. 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（11）

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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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30. 单分散Cu-TCPP/Cu₂O杂化微球:一种具有优异电还原CO₂产C₂性能的级联电催化剂

万紫轩, Aidar Kuchkaev, Dmitry Yakhvarov, 康雄武

电化学（中英文） 2024, 30 (1): 2303271-. DOI: 10.13208/j.electrochem.2303271

摘要（228）

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高效电还原CO₂（ECR）为有价值的多碳产物是解决CO₂排放问题的有效解决方案。基于卟啉的金属有机框架（MOFs）具有多孔结构和有序的活性位点，有望提高ECR生成多碳产物的选择性。本文制备了由铜-四（4-羧基）卟啉（Cu-TCPP）和Cu₂O组成的有机/无机杂化Cu-TCPP@Cu₂O电催化剂，其中TCPP在调控形貌方面起着重要作用。ECR过程中原位形成的Cu与Cu-TCPP（Cu-TCPP@Cu）结合可以抑制析氢，富集CO中间体，促进C-C偶联生成C₂产物。多孔碳（PC）负载的Cu-TCPP@Cu在PC上被还原为Cu纳米簇，同时对C₂产物具有较高的ECR活性和选择性。催化剂在-1.0 V时（相对于可逆氢电极），C₂产物法拉第效率为62.3%，部分电流密度为83.4 mA·cm^-2，是纯Cu₂O和TCPP的7.6倍和13.1倍。本论文研究了催化剂形貌和杂化结构如何提高ECR生C₂产物的选择性，为高性能ECR催化剂的设计提供了新思路。

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