原文鏈接
近年來，電池、燃料電池、超級電容器（SCs）和H2O/CO2電解以及太陽能、風能、地熱、海洋等清潔能源已發展成為高效、可靠、實用的電化學儲能和轉換技術。然而，這些技術中使用的電極材料仍需進一步改進，以探索新材料來降低成本并實現更高的性能。在這方面，具有不同結構和形貌的碳-基材料由于其豐度高、成本低、導電率高、化學/熱穩定性高、比表面積大等優點而被廣泛探索和應用于電化學能源技術。
自碳納米粒子（CNPs）產生以來，出現了各種結構和形態的碳點（CDs），包括碳量子點（CQDs）、石墨烯量子點（GQDs）、碳納米點（CNDs）、聚合物點（PDs）和碳化聚合物點（CPDs）。此外，它們還被發現具有獨特的性質，如光致發光（PL）、電致發光、高比表面積、異質原子摻雜能力、豐富的表面官能團、低毒性。CDs的適用性為催化、生物醫學、傳感和光電等領域的快速發展鋪平了道路。隨著電化學儲能和轉換技術的發展，CDs也逐步在該領域得到重視。
最近有報道提出了一些可進行大規模且具有成本效益的CDs合成策略，并被證明在各種實際應用中具有潛在價值。在CDs的電化學用途方面，它們具有一些優異性質，如導電性、多的電化學活性位點、大的表面積、與各種材料的兼容性、強的可塑性和環境穩定性。多功能CDs還可以與其他活性材料（如金屬氧化物和導電聚合物）結合，以用作為電極材料并顯示出增強的比容量、循環穩定性和倍率性能。此外，將異質原子摻雜劑摻入到CDs，可以提高金屬-空氣電池、燃料電池和H2O/CO2電解中氧氣還原反應（ORR）、氧氣析出反應（OER）/氫氣析出反應（HER）的電導率和電催化活性。為了進一步提高電催化性能，可通過改變反應條件來控制CDs表面官能團的尺寸和嵌入狀態。
在電化學儲能和催化裝置中使用CDs的優勢主要如下：1）CDs具有一些吸引人的特性，可以為導電、異質原子摻雜和表面官能團改性提供電子-空穴對，以提高電化學活性和穩定性，并提供具有良好潤濕性的大表面積。2）CDs可以作為模板、誘導劑或前體來制備具有獨特結構的材料。例如，低成本的CDs可以用作石墨烯和許多其他昂貴的碳納米材料的替代品。3）CDs可以集成到不同的系統。CDs可以直接添加到合成過程中，也可以使用原位法（水/溶劑熱、微波輔助合成和高溫碳化）、電泳沉積（EPD）和電化學沉積生成。
目前，CDs是能源材料領域最熱門的研究之一。然而，需要對該領域進行更加深入的探索，以促進對CDs的進一步理解。在本文中，上海大學張久俊院士、趙玉峰教授從CDs的分類、合成、表征、功能機制和性能驗證/優化等方面全面回顧了CDs研發的最新進展。特別地，強調了CDs在材料制備和電化學性能中的作用。為了促進進一步的研發，總結了與CDs及其復合材料相關的幾個重要方面，并分析討論了實際應用中的技術挑戰和可能的發展前景。
文章以題為“A review of carbon dots and their composite materials for electrochemical energy technologies”發表在Carbon Energy上。
論文標題：
A review of carbon dots and their composite materials for electrochemical energy technologies論文網址：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/cey2.134DOI:10.1002/cey2.134