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撰稿 | 不语
编排 | 鱼儿自己
校对 | Later
编者按：【CNS大盘点】是一档BioNews旗下每周盘点中国学者在国际顶级期刊Cell、Nature和Science上刊发的重磅学术成果 ， 每周定期更新 ， 敬请各位读者关注！
上周【CNS大盘点】的主要内容有：
【1】Nature：天津大学焦魁教授团队刊发长文 定义新一代燃料电池发动机设计
【2】Science：秒杀众多老牌985 ， 最强“四非”高校南京工业大学 ， 半年第4篇正刊
以下是主要内容的详细报道：
Nature：天津大学焦魁教授团队刊发长文 定义新一代燃料电池发动机设计试想 ， 在五分钟内就能给一种新型电动汽车充满氢燃料 ， 不需要为了充电而等上几个小时 ， 同时续航里程超过800公里 ， 而这种汽车的排放却只有纯水 ， 这听起来似乎不可思议 。 事实上 ， 随着近年来燃料电池技术的快速发展 ， 这种设想已经成为了可能 。 利用氢能的燃料电池发动机已经成为了交通领域中最有吸引力 ， 也最有可能实现产业化、商业化的清洁能源动力装置 。 目前 ， 包括丰田、上汽在内的国际上各大车企已经推出了量产燃料电池汽车车型 ， 整个产业正处于快速上升阶段 。
超高功率密度燃料电池膜电极新型结构的发展路线作为氢能社会布局的重要一环 ， 燃料电池装置开发最为核心的问题就是其性能的提升 。 目前 ， 许多国家和地区的相关机构均对燃料电池提出了明确的发展规划 ， 除我国政府支持的氢能相关项目外 ， 美国、日本、欧盟都提出了氢能路线 。 依据上述计划 ， 在未来十年左右 ， 燃料电池电堆功率密度计划提升至6-9千瓦每升 。 目前 ， 世界上较为先进的量产燃料电池车型（丰田MIRAI-2021）可实现电堆功率密度4.4千瓦每升 ， 相较于五年前发布的上代车型提升约40% 。 值得一提的是 ， 目前我国上汽捷氢、新源动力等企业自主开发的电堆功率密度也达到了世界先进水平 。 然而 ， 这些国内外燃料电池发动机距离预期性能指标仍有较大差距 。
2021年7月14日 ， 天津大学焦魁教授 ， Michael D. Guiver ， 上海捷氢科技有限公司Zhongjun Hou等人在Science上刊发了题为Designing the next generation of proton-exchange membrane fuel cells的研究论文 。
该文章首次提出了新一代超高功率密度燃料电池的目标 ， 明确指出了各部件发展路线及其对性能提升的贡献比重 。 团队对新一代燃料电池发动机设计的展望基于天津大学燃料电池研究团队强大的模型预测体系与丰富的产学研转化经验 。 该展望针对燃料电池中涉及的多尺度电化学、热物理过程 ， 结合能源材料领域最新成果 ， 对质子交换膜、催化剂、气体扩散层、双极板等核心部件的发展路线进行了深入分析 ， 并通过仿真计算给出了具体的技术指标 。
Science：秒杀众多老牌985 ， 最强“四非”高校南京工业大学 ， 半年第4篇正刊全球CO2的排放量逐年增长 ， 导致严重的能源、环境、气候等多方面的危机 。 碳捕获与利用(CCUS)是实现CO2分离回收和综合利用的有效途径 ， 对于减缓上述危机 ， 实现碳达峰和碳中和目标具有重大意义 ， 而CO2的高效捕集是其中的关键环节 ， 然而开发低成本、高效的碳捕集技术是一项巨大挑战 。
合成原理示意图【四非|Science：秒杀众多老牌985，最强“四非”南工大，半年第4篇正刊】2021年7月16日 ， 南京工业大学王军课题组（共同通讯）、浙江大学邢华斌课题组（共同通讯）、新加坡国立大学颜宁课题组（共同通讯）在Science上刊发了题为Self-assembled iron-containing mordenite monolith for carbon dioxide sieving的研究论文 。
该研究 ， 开发了杂原子沸石分子筛水热合成新路线 ， 合成出结构独特的含铁杂原子丝光沸石分子筛单块材料 ， 无需任何后处理即可直接作为自成型物理吸附剂 ， 表现出迄今为止最高的CO2体积吸附容量和分离效率 ， 对氩气（Ar） ， 氮气（N2）以及甲烷（CH4）表现出良好的分子筛分能力 ， 具有优异的抗水汽性能 ， 实现了对燃烧后（CO2和N2分离）、沼气以及天然气纯化（CO2和CH4分离）等体系中CO2的高效吸附分离 。 审稿人评价 ， 这一研究是碳捕集领域的重大突破 ， 具有明显的实际应用潜力 ， 开拓了杂原子沸石分子筛在气体吸附分离领域的新应用 。
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