化學(xué)能與電能之間的高效轉(zhuǎn)化是眾多可再生能源方案的核心環(huán)節(jié)，其中納米電催化劑和納米半導(dǎo)體儲能材料則是實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵因素.然而，納米顆粒具有極高的表面能和極強的團聚趨勢，難以維持持久的能源轉(zhuǎn)化穩(wěn)定性，構(gòu)建高度分散的超細納米粒子是解決這一問題的有效途徑.化學(xué)化工學(xué)院河南省新能源電池材料工程技術(shù)研究中心主任魏偉和張永亞博士率先利用離子液體原位限域聚合策略，分別制備出高分散Ru納米電催化劑和高分散Ge量子點負極儲能材料，并分別應(yīng)用于催化電解制水制備氫氣和鈉離子電池儲鈉負極.

其中，高度分散和嵌入層狀離子液體衍生碳網(wǎng)中的Ru催化劑(粒徑3～5 nm)具有極高的循環(huán)穩(wěn)定性，并且能夠在顯著降低貴金屬的用量的同時提升電解水制氫反應(yīng)的催化活性上限值(析氫過電位僅16 mV)，具有較高的工業(yè)應(yīng)用價值(Small Methods，2021，2100505).

高度分散于離子液體衍生三維碳網(wǎng)絡(luò)的Ge量子點作為鈉離子電池負極材料展現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能.在0.1 C倍率下，其高可逆充電容量高達581mA h g-1,并且在3 C高倍率下，經(jīng)過5000次超長期循環(huán)后，電極仍能提供201 mA h g-1的高容量，容量保持率79.8%，證明了所制備高分散Ge負極材料優(yōu)異的長程穩(wěn)定性和應(yīng)用前景(Mater. Chem. Front., 2021, 5, 7778-7786).

研究組提出的均相分散-原位限域聚合策略是一種有價值的方法，易于擴展到多種金屬和半導(dǎo)體納米粒子，為制備高分散、高穩(wěn)定性納米復(fù)合催化劑和電極材料開辟了新的道路.