The present paper discusses some recent developments in the field of rational design for energy storage and photoemissive materials. Recent and new examples of designer materials for Li-ion and Li-air type batteries with high capacity and energy/power density as well as photoemissive materials with low workfunctions and improved brightness are discussed as illustrative examples of how quantum-chemical and other theoretical computational means can be used for rational materials design.
Structural phase stability, electronic structure, magnetic properties and chemical bonding analysis of transition metal ammine borohydrides with amphoteric hydrogen for hydrogen storage
Chemical transformation of MgH2/V2O5 composite to Mg-V-O rock salt and its influence on the electrochemical Li conversion and hydrogen storage characteristics of MgH2
University of Aveiro（阿威罗大学）；LASI - Intelligent Systems Associate Laboratory（智能系统联合实验室）；International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL)（伊比利亚纳米技术国际实验室）
University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；Tsinghua University（清华大学）；Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）
Air-stable, earth-abundant molten chlorides and corrosion-resistant containment for chemically-robust, high-temperature thermal energy storage for concentrated solar power
Operando spectro-ptychography reveals dynamical charge-storage and degradation pathways in redox-active electrodes
Stanford University（斯坦福大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；SLAC National Accelerator Laboratory（SLAC国家加速器实验室）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
Metallic solid-state hydrogen storage crystals achieved through chemical precompression under ambient conditions
Key Laboratory of Material Simulation Methods & Software of Ministry of Education, College of Physics, Jilin University（吉林大学物理学院教育部材料模拟方法与软件重点实验室）；Institute of Atomic and Molecular Physics, Jilin University（吉林大学原子与分子物理研究所）；Institute of Theoretical Chemistry, College of Chemistry, Jilin University（吉林大学化学学院理论化学研究所）
Physically Interpretable Descriptors Drive the Materials Design of Metal Hydrides for Hydrogen Storage
Advanced Institute for Materials Research (WPI-AIMR), Tohoku University（东北大学先进物质研究院）；Institute of Fluid Science, Tohoku University（东北大学流体科学研究所）；Department of Materials Engineering, The University of Tokyo（东京大学材料工程系）；Institute for Materials Research (IMR), Tohoku University（东北大学材料研究所）
共价有机骨架材料（COFs）除了为化学反应提供有限的空间外，还具有气体储存/分离、催化和能量储存等多种应用前景。在COF的框架结构中引入非常规元素并扩展其结构范围仍然是COF化学的主要挑战。在这里，我们提出的二维和线性COFs的子结构连接1，4-二硅杂苯（C4 Si 2）的共沉积硅原子和溴取代的多环芳烃Au（111）的合成。结合高分辨率扫描隧道显微镜、光电子能谱学和密度泛函理论计算，揭示了Si掺杂COF的详细结构及其化学性质.我们发现六方C_4Si_2环中的每个Si都被一个Br原子封端。此外，C4 Si 2环可以通过退火转变为C4 Si五角环。硅杂苯掺杂的COFs可能在有机硅化学和广泛的实际应用中开辟新的可能性。
Oxidation-resilient structural modifications in Nickel-functionalized 3D-graphene for hydrogen storage applications
Istituto Nanoscienze–CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；NEST-Scuola Normale Superiore（新实验科学与技术学院-高等师范学校）；Department of Physical Science, Earth, and Environment, University of Siena（锡耶纳大学地球与环境物理科学系）；Institute of Sensor and Actuator Systems, TU Wien（维也纳工业大学传感器与致动器系统研究所）；CNR - Istituto Officina dei Materiali (IOM)（意大利国家研究委员会材料工厂研究所）
Exploring the nanoscale origin of performance enhancement in Li$_{1.1}$Ni$_{0.35}$Mn$_{0.55}$O$_2$ batteries due to chemical doping
尽管由于它们的每单位成本的高能量密度和降低的环境和道德问题的组合而具有作为用于电动车辆的能量存储材料的显著潜力，但是基于层状Mn氧化物的无Co锂离子电池目前缺乏其含Co对应物的寿命和稳定性。在此，我们证明了通过化学掺杂减小该性能差距，其中Li $_{1.1}$ Ni $_{0.35}$ Mn $_{0.55}$ O $_2$在C/3倍率下实现了159 mAhg $^{-1}$的初始放电容量，并且在150次循环后实现了94.3%的相应容量保持率。随后，我们通过先进的衍射，光谱和电子显微镜技术的组合探索这种改进的纳米级起源，发现优化的掺杂分布导致表征层状Mn氧化物系统的两个组成子相之间的结构和化学相容性得到改善，从而在它们之间形成无障碍的锂离子通道。我们还直接观察到的主体化合物的结构稳定效果的表面附近，使用像差校正扫描透射电子显微镜和集成微分相衬成像。
A generative machine learning model for designing metal hydrides applied to hydrogen storage
Mathematics and Statistics, Louisiana Tech University（数学与统计学系，拉法叶技术大学）；Louisiana Tech University（拉法叶技术大学）；Institute for Micromanufacturing, Louisiana Tech University（微制造研究所，拉法叶技术大学）；National Energy Technology Laboratory, United States Department of Energy, Pittsburgh, PA 15236（美国能源部国家能源技术实验室，匹兹堡，PA 15236）
Particle Morphology and Lithium Segregation to Surfaces of the Li$_7$La$_3$Zr$_2$O$_{12}$ Solid Electrolyte
用于固态锂离子电池的固体电解质激发了对下一代能量存储应用的极大兴趣。Li $_7$ La $_3$ Zr $_2$ O $_{12}$石榴石型固体电解质由于其高离子电导率而受到相当大的关注。然而，基于Li $_7$ La $_3$ Zr $_2$ O $_{12}$的固态器件的成功应用仍然存在若干挑战，例如枝晶形成和在许多Li嵌入/提取循环中保持界面处的物理接触。在这里，我们应用第一性原理密度泛函理论提供的见解，在各种物理和化学条件下的Li $_7$ La $_3$ Zr $_2$ O $_{12}$粒子形态。我们的研究结果表明，锂偏析的表面，建议富锂晶界在典型的合成和烧结条件。我们的研究结果的基础上，我们提出了切实可行的策略，以遏制Li $_7$ La $_3$ Zr $_2$ O $_{12}$接口的Li偏析。这种方法可以扩展到其他锂离子导体的实际储能装置的设计。
Wafer-Scale Fabrication of Hierarchically Porous Silicon and Silica Glass by Active Nanoparticle-Assisted Chemical Etching and Pseudomorphic Thermal Oxidation
