科研进展 单细胞中心张佳博士是该论文的第一作者。 论文 该工作由单细胞中心徐健研究员主持完成,得到 Zhang, J. Wang. Y. F. Chai. B. H, Wang. J. C, Li. L. 了研究所姚礼山研究员团队、赵广研究员团队和L,Lu,M.Zhao,G.,Yao,L.S,Gao,X.L,Yin,Y.F.,and 联川生物技术公司高晓连教授、李璐璐博士等的Xu,J*.(2020). Efficient and low- cost error removal in dna 帮助。该研究获得了国家自然科学青年基金、杰 synthesis by a high-- durability Muts. ACS Synthetic Biology 青等项目的支持。 文章链接 (文/图张佳) https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.Oc00079 碳基材料与能源应用研究组开发出石墨炔基新型 高效非金属电催化剂应用于燃料电池 黄长水研究员带领的碳基材料与能源应用硏究组利用新型碳材料石墨炔特殊的化学制备方法, 无需后掺杂,直接制备了只含有吡啶氮的吡啶石墨炔材料,为设计合成具有特定反应位点的新 型非金属催化剂材料提供新的思路 燃料电池是一种重要的新能源装置,其中最新剂性能的影响( ACS Appl. Mater. Interface2017,9, 发展的金属-空气电池更是被寄予厚望。然而,金29744);制备了吡啶氮选择性掺杂的碳基催化剂 属-空气电池中阴极氧还原和正极氧析出反应动力(Nat. Commun.2018.9,3376.);以及过渡金属- 学过程缓慢,需要大量的贵金属催化剂,大大增加氮共掺杂的催化剂( ChemSus chem2019,12,173 了电池的成本,阻碍了金属-空气电池的大规模商 Carbon2019,147,9)。证明了吡啶氮对提高碳基电 业化进程。青岛能源所碳基材料与能源应用研究组催化剂性能的重要作用,并制备了一系列低成本 在制备高效低成本的金属-空气电池阴极催化剂方高性能的电催化剂材料。 面开展了大量工作。在前期的研究中,该研究组已 近期,该研究组成员基于前期工作,利用新型 经先后研究了氮掺杂的类型对基于碳材料的电催化碳材料石墨炔特殊的化学制备方法,无需后掺杂 靖聚能9
科研进展 9 碳基材料与能源应用研究组开发出石墨炔基新型 高效非金属电催化剂应用于燃料电池 黄长水研究员带领的碳基材料与能源应用研究组利用新型碳材料石墨炔特殊的化学制备方法， 无需后掺杂，直接制备了只含有吡啶氮的吡啶石墨炔材料，为设计合成具有特定反应位点的新 型非金属催化剂材料提供新的思路。 燃料电池是一种重要的新能源装置，其中最新 发展的金属-空气电池更是被寄予厚望。然而，金 属-空气电池中阴极氧还原和正极氧析出反应动力 学过程缓慢，需要大量的贵金属催化剂，大大增加 了电池的成本，阻碍了金属-空气电池的大规模商 业化进程。青岛能源所碳基材料与能源应用研究组 在制备高效低成本的金属-空气电池阴极催化剂方 面开展了大量工作。在前期的研究中，该研究组已 经先后研究了氮掺杂的类型对基于碳材料的电催化 剂性能的影响（ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 29744）；制备了吡啶氮选择性掺杂的碳基催化剂 （Nat. Commun. 2018, 9, 3376.）；以及过渡金属- 氮共掺杂的催化剂（ChemSusChem 2019, 12, 173； Carbon 2019, 147, 9）。证明了吡啶氮对提高碳基电 催化剂性能的重要作用，并制备了一系列低成本、 高性能的电催化剂材料。 近期，该研究组成员基于前期工作，利用新型 碳材料石墨炔特殊的化学制备方法，无需后掺杂， 单细胞中心张佳博士是该论文的第一作者。 该工作由单细胞中心徐健研究员主持完成，得到 了研究所姚礼山研究员团队、赵广研究员团队和 联川生物技术公司高晓连教授、李璐璐博士等的 帮助。该研究获得了国家自然科学青年基金、杰 青等项目的支持。 （文/图 张佳） 论文： Zhang, J., Wang, Y. F., Chai, B. H., Wang, J. C., Li, L. L., Liu, M., Zhao, G., Yao, L. S., Gao, X. L., Yin, Y. F., and Xu, J*. (2020). Efficient and low-cost error removal in DNA synthesis by a high-durability MutS. ACS Synthetic Biology. 文章链接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssynbio.0c00079
Glaser Coupling Pentaethynylpyridine sC。N。H●cu PyN-GDY d NcO99.9 ev) Binding energy (ev) oton Energy (ev) E/V(vs RHE f PyN-GDY Time /h 图1吡啶石墨炔的合成方法、射线光电子能谱、Ⅹ射线吸收光谱以及电催化性能和锌-空电池性能表征 直接制备了只含有吡啶氮的吡啶石墨炔材料。X射《 Applied Catalysis B: Environmental》期刊上(App. 线光电子能谱(XPS)和X射线吸收光谱(XAS) Catal.B: Environ.2020,261,118234)。 表明,所得催化剂中只含有吡啶氮。在电化学测试 以上工作得到了国家自然科学基金、中科院前 中,吡啶石墨炔表现出优于商业碳载铂催化剂的氧沿项目和研究所内重点部署项目等资助。■ 还原电催化性能。利用其作为锌-空电池阴极,其最 (文/图吕青) 大功率密度高于铂基锌-空气电池的最大功率密度 相关发表文章 并具有比铂基电池更加优异的充放电稳定性,具有 Lv, Q; Wang, N; Si, W: Hou, Z. Li, X. Wang 巨大的应用潜力。密度泛函理论计算表明,与吡啶 Zhao, F; Yang. Z; Zhang, Y. Huang. C, Pyridinic 氮距离最近的sp杂化碳原子为最佳的氧还原反应位 nitrogen exclusively doped carbon materials as efficient 点。此工作将为设计合成具有特定反应位点的新型 oxygen reduction electrocatalysts for Zn- - air batterie 非金属催化剂材料提供新的思路。相关工作发表在Apl. Catal.B: Environ.2020,261,118234
10 科研进展 图1 吡啶石墨炔的合成方法、X射线光电子能谱、X射线吸收光谱以及电催化性能和锌-空电池性能表征 直接制备了只含有吡啶氮的吡啶石墨炔材料。X射 线光电子能谱（XPS）和X射线吸收光谱（XAS） 表明，所得催化剂中只含有吡啶氮。在电化学测试 中，吡啶石墨炔表现出优于商业碳载铂催化剂的氧 还原电催化性能。利用其作为锌-空电池阴极，其最 大功率密度高于铂基锌-空气电池的最大功率密度， 并具有比铂基电池更加优异的充放电稳定性，具有 巨大的应用潜力。密度泛函理论计算表明，与吡啶 氮距离最近的sp杂化碳原子为最佳的氧还原反应位 点。此工作将为设计合成具有特定反应位点的新型 非金属催化剂材料提供新的思路。相关工作发表在 《Applied Catalysis B: Environmental》期刊上（Appl. Catal. B: Environ. 2020, 261, 118234）。 以上工作得到了国家自然科学基金、中科院前 沿项目和研究所内重点部署项目等资助。 （文/图 吕青） 相关发表文章： Lv, Q.; Wang, N.; Si, W.; Hou, Z.; Li, X.; Wang, X.; Zhao, F.; Yang, Z.; Zhang, Y.; Huang, C., Pyridinic nitrogen exclusively doped carbon materials as efficient oxygen reduction electrocatalysts for Zn-air batteries. Appl. Catal. B: Environ. 2020, 261, 118234