IOP出版社每月从年度重点期刊中精选两个主题的研究文章供大家阅读，本月的主题为Catalysis和Energy Storage。这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！您可以扫描下方二维码，查看IOP出版社材料领域和工程的最新资讯；还可以点击此处链接，订阅该领域的最新研究进展以及相关期刊的最新信息。 材料： 工程： 精选文章 Catalysis JPhys Energy 2026 Roadmap on compositionally complex and high entropy materials for energy applications Albert Tarancón, Miriam Botros, Bhanu P Gangwar, Krishanu Biswas, Simon Divilov, Hagen Eckert, Rico Friedrich, Arrigo Calzolari, Stefano Curtarolo, Alfred Ludwig, Florian Strauss, Torsten Brezesinski, Ben Breitung, Maximilian Fichtner, Ren He, Andreu Cabot, Juliusz Dąbrowa,…

The need for microsecond speed machine learning (ML) inference for particle physics experiments has emerged in recent years, in particular for the forthcoming upgrades to the experiments at the Large Hadron Collider at CERN. A community has grown around the need to develop the custom hardware platforms and tools required. The material presented in this…

同行评审不仅是回馈科研社群，更是提升个人学术影响力、拓展专业能力、获得认可并享受专属权益的机会。作为 IOP出版社旗下期刊的审稿人，您可以：   在完成审稿后的两年内，您可享受IOP出版社旗下任一期刊金色开放获取文章发表费用的10%折扣。任何参与审稿的学者都可以获得这一折扣。 通过Web of Science审稿人认证服务（Reviewer Recognition Service），提高同行评审工作的认可度和可见度。 参与年度杰出审稿人奖（Outstanding Reviewer Awards）评选，优秀的同行评审贡献将获得认可。 免费参加IOP出版社卓越同行评审在线课程（Peer Review Excellence），提升同行评审能力。该平台专为物理科学领域研究人员设计。 参与透明同行评审（Transparent Peer Review）和联合评审（Co-review），向其他领域专家学习，进一步提升同行评审专业能力。   >>点击此处链接，加入不断壮大的审稿人社群，从今天开始享受同行评审带来的多重权益。

本篇研究来自西藏藏医药大学吴宗耀、边巴仓决和中国药科大学左四进课题组。过氧化氢（H₂O₂）的绿色电合成是替代传统蒽醌法的重要发展方向，但催化剂活性与选择性之间长期受吸附标度关系制约。本研究基于密度泛函理论（DFT）,系统研究了八种p区金属单原子催化剂（P@Nx）的氧还原反应性能，发现N4配位结构能够通过吸附构型变化及金属–氮键弛豫，有效削弱OOH与O吸附能之间的标度关系，实现活性与选择性的协同优化。同时建立了综合描述符φ，为高性能H₂O₂电合成催化剂的理论设计提供了新思路。 文章介绍 Computational insights into H2O2 electrosynthesis over the p-block metal single-atom catalysts Shuhan Qin（秦澍瀚）, Yan Di（邸妍）, Hao Liang（梁浩）, Erzhuo Zhao（赵尔卓）, Wei Meng（孟伟）, Yinqiao Zhang（张银巧）, Zongyao Wu（吴宗耀）, Cangjue Bianba（边巴仓决）, Sijin Zuo（左四进） and Minghua Zhou（周明华） 通讯作者： 吴宗耀，西藏藏医药大学 边巴仓决，西藏藏医药大学 左四进，中国药科大学   研究背景： 过氧化氢广泛应用于环境修复、化工合成、医疗消毒及漂白等领域。目前工业生产主要依赖蒽醌法，该工艺流程复杂、能耗较高，不符合绿色低碳发展的需求。电催化两电子氧还原反应（2e⁻ ORR）能够以氧气和水为原料，在温和条件下原位制备H₂O₂，被认为是最具发展潜力的绿色制备技术之一。 然而，现有催化剂普遍受到OOH和O吸附能之间固有标度关系的限制：增强OOH吸附虽然有利于提高反应活性，却往往会促进O生成，从而降低H₂O₂选择性。因此，如何突破这一活性—选择性权衡关系，建立催化剂电子结构与催化性能之间的构效关系，是当前电催化H₂O₂研究领域的重要科学问题。   研究内容： 本研究采用第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，系统构建了八种p区金属（Al、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Pb和Bi）单原子催化剂模型，对P@N3和P@N4两类配位结构进行了稳定性、电子结构及氧还原反应性能分析，并结合Bader电荷分析、投影态密度（PDOS）、吸附自由能计算及多元线性回归等方法，深入揭示催化机理。 研究发现，相较于P@N3结构，P@N4具有更高的热力学稳定性及电化学稳定性。更重要的是，N4配位能够通过吸附过程中金属–氮键及键角的结构弛豫，部分打破OOH与O吸附自由能之间的传统线性标度关系，使催化剂在保持高活性的同时显著提高两电子氧还原反应选择性，实现活性与选择性的协同优化。 进一步地，作者结合电子结构参数、Bader电荷、价电子数、p带中心、电子转移量等多个关键因素，建立了新的综合描述符φ，其对*OOH吸附自由能具有优异预测能力（R²=0.89），能够定量揭示不同材料参数对催化性能的贡献，并可用于快速筛选高性能单原子催化剂。 最后，以Bi@N4为代表，通过电子结构调控进一步验证了该理论设计策略能够有效优化H₂O₂电合成性能。该研究不仅深化了对p区单原子催化剂两电子氧还原反应机理的理解，也为绿色高效H₂O₂电合成催化剂的理性设计提供了新的理论框架和设计方法。 作者介绍 左四进  副研究员 中国药科大学 左四进，中国药科大学副研究员、博士生导师，新加坡国立大学博士后，主持国家自然科学基金青年基金，江苏省青年科技人才托举工程等项目。长期从事环境电化学、单原子催化、电催化过氧化氢合成及高级氧化技术研究，在Nature Communications、Angewandte Chemie…