Advanced系列能源转换与存储类封面大赏（6月第3期）

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——编者著

锂离子电池固态电解质

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德国慕尼黑工业大学（Technische Universität München）Aliaksandr S. Bandarenka教授课题组及合作者研发了一种利用原位椭圆偏振光谱（in-situ spectroscopic ellipsometry）测量锂离子电池固态电解质空间电荷区厚度的方法。固态锂离子电解质被组装进电池后，会在与电池正、负极的接触面上形成空间电荷区，包括累积层（accumulation layer，Li+富集区）和耗尽层（depletion layer，Li+流失区）两种。空间电荷区由于厚度极薄，难以表征、研究，但对于减小固态电解质与电极间的界面电阻十分关键。作者们创新地利用椭圆偏振光谱，根据Li+浓度会影响材料光学性质的规律，提出一套光谱模型，获取了累积层、耗尽层厚度。实验结果表明，1 V外加电压下，LICGC（一种传导Li+的陶瓷材料）与金界面形成的累积层厚度约320 nm，耗尽层厚度约190 nm。厚度测量的实现有望推动后续有关固态电解质空间电荷区的研究。
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封面图展示了通过原位椭圆偏振光谱测量锂离子电池固态电解质空间电荷区的微观示意图。电解质靠近左上端界面部分金属小球数量少，代表Li+耗尽层。一束光照射而来，在耗尽层上方和下方分别发生反射。发射出的两束光被仪器捕捉、分析后获得耗尽层厚度信息。

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ORR催化剂

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天津大学杨全红教授、凌国维研究员、张辰博士等报道了一种氧还原（ORR）催化剂，可被用于海水电池中。作者们利用微波加热法合成了由石墨烯/碳纳米管组成的ORR催化剂，其中石墨烯表面还分布有Fe-N4单原子位点。石墨烯/碳纳米的亲氧界面与Fe-N4位点均可吸附氧气，推动ORR进行。得益于双吸收中心，催化剂能够在含氧量低的海水中工作，ORR半波电位为0.704 V。应用该催化剂的海水电池（海水氧含量0.4 mg/L）在10 mA/cm2电流密度下放电电压为1.18 V。本工作为设计极端条件下（极度缺氧、极低温等）工作的催化剂提供了参考。
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一块海水电池位于封面右侧。负极为镁合金，正极使用了文章报道的催化剂。红色的氧气分子源源不断供给电池，电池则对外输电，点亮了面前的海底龙珠。海龙王双目圆睁，盯着这块神奇的海水电池，似乎是被电池的优异性能惊呆了。

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无机热电材料

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中科院上海硅酸盐研究所史迅研究员、仇鹏飞博士，上海交大魏天然博士等报道了一种p型(Ag0.2Cu0.8)2S0.7Se0.3无机塑性热电化合物。该化合物在室温下具有优异的变形能力，可经受10%三点弯曲应变，>30%的压缩应变。第一性原理计算发现材料的高解理能与不稳定层错能比值大，因而材料在室温下柔性好。p型的获得依赖于Cu含量：Cu含量升高，则材料的主要缺陷由Ag间隙离子（施主缺陷）变为Cu空位（受主缺陷）。在800 K时，(Ag0.2Cu0.8)2S0.7Se0.3热电优值（figure of merit）达到0.95。该材料有望应用于全无机可形变热电器件。
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封面中心部分所示为本文报道材料的微观结构示意图，可以看到空穴载流子正穿梭其中。下方被三点弯曲的薄膜对应了材料具有大形变的特点。此外，左侧冷蓝，右侧红热，并产生放电，对应了热电器件利用温差产电的应用。

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多孔石墨烯超级电容器电极

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韩国光云大学（Kwangwoon University）Jae Yeong Park教授课题组报道了一种抑制磷烯纳米片团聚的方法。他们先将自己制备的磷烯纳米片以非共价键形式在表面包覆上聚氮丙啶（polyaziridine），然后将该复合材料承载在三维多孔石墨烯上。所得材料不仅可用于免疫感应或心电感应电极，还可用来制备微型超级电容器。微型超级电容器的最大面积电容达到16.94 mF/cm2，比不含磷烯电极的微型超级电容器高近6倍。
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封面下方展现了镶嵌在三维多孔石墨烯中的磷烯材料。从右侧放大图可以看到，紫色磷烯层间隔有蓝、黑、红色的聚氮丙啶分子模型，象征磷烯被聚氮丙啶包裹。上方伸展出的插指电极为本文报道的传感器和微型超级电容器的电极构造。喷嘴正喷出磷烯/聚氮丙啶活性材料。

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