近日，Nano Research Energy青年編委、中國科學院化學研究所左自成教授課題組發表了以“Advanced Electrochemical Energy Storage and Conversion on Graphdiyne Interface”為題的綜述，總結了石墨炔電極界面在電化學能源存儲與轉化中的應用進展。

石墨炔是由我國科學家李玉良院士團隊首次人工合成的二維碳同素異形體，是具有中國自主知識產權的新型碳材料，在國際和國內產生了重要的影響。二維石墨炔在結構設計和合成制備方面具有獨特優勢，書寫了先進碳材料的合成和應用的新篇章。

由于石墨炔豐富的炔鍵與孔洞結構帶來了諸多新穎的物理和化學性質（半導體性質、穩定性、活性和選擇性輸運等），其已經在諸多領域中取得了原創性成果，包括在生物傳感、催化、電存儲、太陽能電池和人工智能器件等研究領域取得許多新進展。近年來，二維石墨炔研究已經成為廣受關注的前沿研究熱點。

圖1. 石墨炔在電化學能源存儲和轉化器件電極界面中的應用

在電化學能源存儲和轉化器件中，電極界面是器件中的關鍵組成部分之一，影響著電極活性位點、界面電子離子傳導、反應物質傳輸和轉移、界面結構穩定性和電化學反應能壘等諸多因素，關系著電化學器件的性能，是近年的研究熱點領域。石墨炔的新結構特征將極大的豐富電化學界面結構和功能，并為精準的設計、調節和控制電極界面功能創造有利條件。近年來，在石墨炔電化學電極界面領域已經產生了很多新的科學概念，發現了新的作用機理，解決了電化學能源存儲和轉化器件電極界面的關鍵科學問題，器件性能得到顯著提升，展現了石墨炔巨大的應用前景。

本綜述首先是介紹了二維石墨炔碳材料在電化學電極界面應用中所具有的獨特優勢，其次是介紹了石墨炔電極界面在電化學能源存儲和轉化中的研究進展。在電化學能源存儲中系統介紹了石墨炔電極界面保護機理、界面保護方法和界面保護場景；在電化學能源轉化方面則系統介紹了石墨炔基新電極界面催化劑在電解水、氮還原、二氧化碳還原和氧還原等熱點研究領域的創新性基礎研究。最后，結合石墨炔以上研究基礎，作者進一步展望了發展高性能石墨炔電極界面應用所面臨的關鍵挑戰和機遇。

審核編輯 ：李倩