2026-04-23
传统哈伯-博施工艺合成氨依赖高温高压（400-500°C、10-30 MPa）和化石燃料，占据了全球约1%的CO2排放。在“双碳”目标背景下，锂介导氮气电化学还原合成氨技术为高效制氨提供了新路径，其核心挑战在于提升反应选择性与加速传质速率。该过程依赖电极表面固体电解质界面（SEI）层调控锂离子传输，但现有SEI层存在离子传导率低、去溶剂化能垒高等缺陷，导致高电流密度下反应界面收缩与析氢副反应加剧。尽管通过优化电极设计和电解质配方取得进展，氨分电流密度仍被限制在8 mA cm-2。高压间歇式电解虽能改善离子迁移，但系统能耗剧增且能效仅3%，难以实现连续生产。SEI层锂离子传导能力不足，是制约锂介导连续流电合成氨技术的核心瓶颈。该问题在高电流密度下尤为突出，导致锂离子传输动力学受限，难以实现高效连续合成。近日，上海交通大学变革性分子前沿科学中心李俊团队创新性地设计了一种功能分层的混合SEI结构：通过构建具有低离子结合能的外层促进锂离子去溶剂化，同时在富含离子传导域的内层实现高效锂离子传输。该设计成功将锂离子通量提升两个数量级，在连续流反应体系中实现了100 mA cm-2的高电流密度下稳定运行。值得注意的是，传统电解体系在超过8 mA cm-2时就会因SEI层锂离子耗尽导致反应界面急剧收缩，而新型混合SEI结构有效维持了反应界面的稳定性，使电流-氨转化效率获得显著提升。这一突破为发展高效锂介导合成氨技术提供了关键材料设计策略。相关突破性成果在 《科学》（Science ,2026, 391, 724-729）上发表：Enhanced Li-ion diffusion improves N2-to-NH3 current efficiency at 100 mA cm-2.
传统哈伯-博施工艺合成氨依赖高温高压（400-500°C、10-30 MPa）和化石燃料，占据了全球约1%的CO2排放。在“双碳”目标背景下，锂介导氮气电化学还原合成氨技术为高效制氨提供了新路径，其核心挑战在于提升反应选择性与加速传质速率。该过程依赖电极表面固体电解质界面（SEI）层调控锂离子传输，但现有SEI层存在离子传导率低、去溶剂化能垒高等缺陷，导致高电流密度下反应界面收缩与析氢副反应加剧。尽管通过优化电极设计和电解...
2026-04-10
近日，中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将4-（三氟甲氧基）肉桂酸（TFOA）作为多功能添加剂引入PbI<sub>2</sub>前驱体溶液中，同步实现了对钙钛矿结晶行为的调控和体相/界面缺陷的有效钝化。
尽管已有大量研究聚焦于调控钙钛矿转化过程和顶部表面钝化，但对于两步法制备中残留碘化铅（PbI2）团簇的管理以及埋底界面的优化，仍缺乏深入探索。近日，中国科学院上海高等研究院光源科学中心研究人员成功将4-（三氟甲氧基）肉桂酸（TFOA）作为多功能添加剂引入PbI2前驱体溶液中，同步实现了对钙钛矿结晶行为的调控和体相/界面缺陷的有效钝化。相关成果发表在Chemical Engineering Journal上。研究发现TFOA中的羧基和三氟甲...
2026-04-08
常温射频腔在第四、五代先进同步光源等大型国家重大科技基础设施中发挥着不可替代的作用。然而，向射频腔馈入高功率微波时，必须匹配其不断漂移的谐振频率。近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海高研院”）上海光源微波组依托其在大型先进光源及相关国家重大科技基础设施建设中的深厚技术积累，成功研发出一种基于数字低电平控制系统的自主频率跟踪技术，可实时补偿射频腔在运行过程中的频率偏移，显著提升粒子加速器的运行稳定性。研究成果以“High-power test of normal conducting cavities with real-time resonant frequency tracking”为题发表在《物理评论加速器与束流》（Physical Review Accelerators and Beams）期刊上。
常温射频腔在第四、五代先进同步光源等大型国家重大科技基础设施中发挥着不可替代的作用。然而，向射频腔馈入高功率微波时，必须匹配其不断漂移的谐振频率。近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海高研院”）上海光源微波组依托其在大型先进光源及相关国家重大科技基础设施建设中的深厚技术积累，成功研发出一种基于数字低电平控制系统的自主频率跟踪技术，可实时补偿射频腔在运行过程中的频率偏移，显著提升粒子加速...
2026-02-11
中国科学院上海高等研究院Shanghai Laser Electron Gamma Source（SLEG）团队依托我国光子大科学设施—上海光源发展了基于逆康普顿散射的伽马束流装置研究，在国际上首次建成了基于斜入射模式的能量可调的伽马束流装置—激光伽马线站。同时，团队自主研制了极化伽马测量系统，为测量光子—电子斜散入模式光子极化性质的传递提供了关键的支撑与技术保障。
光子与电子的康普顿散射是最基础的电磁过程之一，量子电动力学（QED）可以很好地描述散射光子的能量、角分布性质。然而，对于散射光子的极化特性，QED仅能给出光子-电子180o背散射（back Compton scattering）这一特殊模式下的精确描述。对于更加普适的光子—电子以一定角度斜散射（slant Compton scattering）模式下的散射光子极化性质描述，QED需要进行复杂的理论约化。近几十年，理论物理学家对光子—电子斜散射模式下光子极...
2026-02-02
2026年1月24日，由中国科学院上海高等研究院上海光源波荡器项目团队研制的合肥先进光源首台椭圆偏振波荡器，圆满完成出厂测试工作。
2026年1月24日，由中国科学院上海高等研究院上海光源波荡器项目团队研制的合肥先进光源首台椭圆偏振波荡器，圆满完成出厂测试工作。经来自中国科学技术大学的测试专家组现场严格测试与评估，一致确认该设备的各项测试指标均满足或优于合同规定要求，同意其通过出厂测试，准予交付。合肥先进光源国家重大科技基础设施（HALF）是基于衍射极限储存环技术的第四代低能量区（2.2 GeV）同步辐射装置，产生的软X射线的亮度和相干性比第...
2026-01-27
纳米气泡在生物医学气体递送领域展现出巨大潜力。其超高稳定性、特殊的界面和生物学效应，使其气体运输效率和功效远优于传统方法。
纳米气泡在生物医学气体递送领域展现出巨大潜力。其超高稳定性、特殊的界面和生物学效应，使其气体运输效率和功效远优于传统方法。同济大学王霞/王启刚教授团队与中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源张立娟研究员等人紧密合作利用上海光源BL08U1A线站的软X射线谱学显微和辅助实验系统的高分辨液相透射显微镜等先进技术，探究了酶促纳米气泡的原位形成、稳定/扩散过程及其在神经损伤治疗中的潜力。该研究成果以“Peptide-n...
2025-11-24
析氧反应（OER）是电解水制氢的限速步骤，其缓慢的动力学限制了电解水制氢技术的大规模应用。开发高效非贵金属催化剂（如钴基氧化物）是解决这一问题的关键。
析氧反应（OER）是电解水制氢的限速步骤，其缓慢的动力学限制了电解水制氢技术的大规模应用。开发高效非贵金属催化剂（如钴基氧化物）是解决这一问题的关键。钴基氧化物在碱性条件下易发生表面重构，形成活性物种CoOOH，但其重构机制（如LOM机制）的动力学调控及活性位点生成规律尚不明确。目前常规的电化学原位XAFS实验技术（测量时间~10分钟）广泛应用于电压依赖的催化剂活性物种的精确识别上，但是对于预催化剂的快...
2025-09-15
铂因高催化活性和热稳定性，被广泛应用于汽车尾气净化等领域。单原子分散的铂催化剂能最大化原子利用率，并降低贵金属用量，如能解决其活性与稳定性问题，将具有广阔的应用前景。
中国科学院上海高研院光源中心时间分辨组的甘涛博士和李炯研究员利用“缺陷工程调控”策略，在具有La空位的钙钛矿LaFeO₃（v-LaFeO₃）上成功锚定氧化态铂单原子（Pt⁴⁺）来构建高性能催化剂。该催化剂无需还原预处理，即可实现高效的低温CO氧化，且具有很好的稳定性。研究团队基于上海光源BL11B实验站搭建了原位吸收谱-质谱联用技术（in situ XAFS-MS hyphenation techniques）研究平台。并基于此技术揭示了该过程的反应机制：铂单原子为反应活性中心，v-LaFeO₃与Pt原子间的界面配位氧直接参与反应。CO与界面氧结合生成CO₂，消耗的氧物种通过O₂在Pt位点的解离快速补充。反应过程中铂的配位环境虽随氧物种循环发生动态变化，但氧化态Pt的核心状态与高配位结构始终保持，避免了铂的还原团聚或过度氧化钝化。该研究为Pt单原子催化剂（SACs）在催化氧化反应中“活性与稳定性难以兼顾”的难题提供了解决方案，同时XAFS-MS联用技术的发展也为其他催化反应的构效关系研究提供了强大助力。相关研究成果发表于Journal of the American Chemical Society。该成果是在前期超低贵金属含量催化剂与廉价催化剂开发研究（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 16549-16557; Nat. Commun., 2021, 12, 2741; Appl. Catal. B: Environ. 2019, 257, 117943）的基础上，进一步通过构建原子分散的稳定活性位点，成功制备出高效且稳定的氧化催化剂。
铂因高催化活性和热稳定性，被广泛应用于汽车尾气净化等领域。单原子分散的铂催化剂能最大化原子利用率，并降低贵金属用量，如能解决其活性与稳定性问题，将具有广阔的应用前景。中国科学院上海高研院光源中心时间分辨组的甘涛博士和李炯研究员利用“缺陷工程调控”策略，在具有La空位的钙钛矿LaFeO₃（v-LaFeO₃）上成功锚定氧化态铂单原子（Pt⁴⁺）来构建高性能催化剂。该催化剂无需还原预处理，即可实现高效的低温CO氧化，...
2025-09-03
上海激光电子伽马源（SLEGS）专业组在首次实验中系统测量了197Au和159Tb的(γ,1n)光中子反应截面，对SLEGS特色的光中子截面测量方法学做了检验，为将来光核数据的系统性差异解决提供了研究基础与实验条件。
光中子反应截面是核物理、核天体物理及核技术应用中的关键参数。自上世纪60年代以来，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Livermore）和法国萨克莱核研究中心（Saclay）使用正电子飞行湮灭伽马源所测数据存在系统性差异，虽经多次实验评估，仍未完全解决，急需重新测量和评价。上海激光电子伽马源（SLEGS）是上海光源二期建设的国际首条基于激光康普顿斜入射（Laser Compton Slant-Scattering, LCSS）模式的22MeV以下能区伽马射线束...
2025-09-02
研究团队利用SLEGS产生的准单能伽马束流，结合自主研发的平坦效率中子探测器阵列对197Au和159Tb光中子截面进行了系统测量。
光中子反应截面是核物理、核天体物理及核技术应用中的关键参数。自上世纪60年代以来，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室（Livermore）和法国萨克莱核研究中心（Saclay）使用正电子飞行湮灭伽马源所测数据存在系统性差异，虽经多次实验评估，仍未完全解决，急需重新测量和评价。上海激光电子伽马源（SLEGS）是上海光源二期建设的国际首条基于激光康普顿斜入射（Laser Compton Slant-Scattering,LCSS）模式的22MeV以下能区伽马射线束...
2025-07-26
近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海高研院”）纳米气泡研究团队联合上海应用物理研究所，创新性利用同步辐射软X射线谱学显微技术，成功诱导单个亚微米级全氟己烷（PFH）液滴发生内部相变，并实现相变后纳米气泡生长演化的高分辨率原位观测。
全氟碳化合物因具有优异生物相容性，在生物医学和工业领域应用价值显著。其中，低沸点全氟碳（PFCs）微液滴在生理条件下稳定，可在能量刺激下实现液滴-气泡快速相变，不仅为肿瘤靶向超声成像与药物递送提供新思路，也是研究微尺度相变的理想模型体系。然而，传统技术难以实现多尺度、多相态、纳米级分辨的原位观测。同步辐射软X射线谱学显微技术的发展为此提供了全新解决方案。近日，中国科学院上海高等研究院（以下简称“上海...
2025-04-29
2025年4月24日，由中国科学院上海高等研究院与上海硅酸盐研究所联合研制的"碳化硅基底平面反射镜"在上海光源科学中心顺利通过测试评估。
2025年4月24日，由中国科学院上海高等研究院与上海硅酸盐研究所联合研制的“碳化硅基底平面反射镜”在上海光源科学中心顺利通过测试评估。测试评估专家组由来自中国科学院高能物理研究所、上海交通大学材料科学与工程学院、中国科学院上海硅酸盐研究所、深圳先进光源研究院、中国科学院上海光学精密机械研究所、中国科学技术大学和上海芯上微装科技股份有限公司等单位的7位专家组成。上海高研院院长、党委书记黄政仁，副院长邰...
2025-04-10
基于具有超快时间分辨，高通量，从埃量级到微米量级的全尺度结构表征的上海同步辐射光源二期工程BL10U1线站在材料原位微结构演变表征上的独特优势，能够为国家战略高性能材料提供最先进的微结构原位演变机理研究表征手段。近日，线站in-house研究在轴拉伸超高分子量聚乙烯（UHMWPE）膜的应力场下的微结构动态演化机制，取得了一系列的研究成果。
基于具有超快时间分辨，高通量，从埃量级到微米量级的全尺度结构表征的上海同步辐射光源二期工程BL10U1线站在材料原位微结构演变表征上的独特优势，能够为国家战略高性能材料提供最先进的微结构原位演变机理研究表征手段。近日，线站in-house研究在轴拉伸超高分子量聚乙烯（UHMWPE）膜的应力场下的微结构动态演化机制，取得了一系列的研究成果。双轴拉伸UHMWPE膜因其卓越的机械性能、耐磨性和化学稳定性，在防护材料、生物医用...
2025-03-14
电化学二氧化碳还原反应作为一种将CO2转化为高附加值化学品和燃料的绿色技术，近年来受到广泛关注。
电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）作为一种将CO2转化为高附加值化学品和燃料的绿色技术，近年来受到广泛关注。然而，CO2RR的效率和选择性受到传质（mass transfer）的显著影响。在电极表面，CO2的传质能力直接决定了反应物的供应效率，进而影响反应性能。因此，深入理解并量化质量传递对CO2RR的影响对于优化反应条件和提高反应效率至关重要。受限于常规表征方法的分辨率，之前的研究工作对CO2RR反应中传质的影响缺少量化评价数据...
2024-11-29
基于全场透射显微术的上海光源纳米三维成像线站BL18B具有三维结构成像分析上的独特优势，能够为纳米材料、能源、环境等众多领域提供最先进的纳米结构表征和研究手段。该线站主要实验方法包括透射X射线显微镜(TXM)、纳米CT和谱学成像等。近日，用户先后在二维纳米复合材料、全固态锂金属电池研究领域取得重要进展。纳米CT技术助力二维纳米复合材料连续化制备及骨再生应用研究。石墨烯、碳化钛MXene等二维纳米材料具有优异的力学...
