含能材料自出现以来就在民生、国防领域发挥巨大作用。本文作为一篇科普文章，通过拟人的手法，简单介绍了含能材料的基本种类、基本性质，并着重介绍一些重要含能材料的性质和应用。希望能增强读者对含能材料的兴趣，引发读者对含能材料的思考，从而打破对含能材料认知的固有印象。

海洋盐差能发电是一项新兴的绿色能源，具有巨大的开发潜力。本文借用拟人化的手法，通过海洋盐差能在离子交换膜公司的求职之旅，简述了离子交换膜和反向电渗析技术，介绍海洋盐差能的利用现状以及被用于发电的原理。本文希望通过生动形象的语言加深读者对海洋盐差能的认识和理解，增强“能源安全”意识。

介绍了一个普通化学实验“化学能驱动的非平衡态变色”，主要包括基于三溴乙酸引发的pH跳跃导致的甲基红变色反应，并利用pH计对这一过程的机制进行了探究。通过本实验，可以帮助学生理解热力学稳态、动力学控制的非平衡态和能量耗散的非平衡态；掌握缓冲溶液、pH指示剂的基本概念；以及巩固一些常用仪器的使用方法。

用于海水脱盐的太阳能界面蒸发装置因其绿色环保、简单高效以及适用范围广等优点，受到了广泛关注。与传统的体积式蒸发装置不同，太阳能界面蒸发装置将太阳光的收集和蒸汽的产生锁定在空气-水的界面，无需从底部加热整体水来产生蒸汽，极大提高了能源利用效率。本文详细介绍了太阳能界面水蒸发装置的重要组成部分——光热材料的光热转换机理、材料种类以及材料的性能；探讨了高效海水净化太阳能蒸发装置的设计策略(增强光吸收、充足水供应、耐盐排盐等)。在此基础上，总结了基于界面蒸发中的太阳能蒸发装置的研究进展，展望了新型太阳能蒸发装置在海水净化领域的发展前景。

教育数字化是我国开辟教育发展新赛道的重要突破口，人工智能为教育赋能成必然趋势。基于智慧教学模式的探索，本文对人工智能赋能物理化学实验课程的设计原则进行具体的分析，提出人工智能赋能物理化学实验平台的具体设想，并评估我校初步的实践效果，为促进传统化学实验教学模式向更加智能化方向转变提供了新的视角。

明胶是动物结缔组织中的胶原蛋白经过适度水解得到的高分子材料，其具有溶胶-凝胶可逆性。本实验借助明胶的溶胶-凝胶可逆性以及果汁中富含的金属离子，制备了明胶果冻电解质材料和系列电解反应的科普简易装置。通过趣味性教学展示和适宜于大众直接参与动手的简易实验，使大众深入了解水果电池的根本原理以及金属离子在明胶内部被固化溶液环境中的运动转移特性，进而认识普通电池工作的内在机制。本科普实验不但将凝胶电解质材料在能量储存和转化方面的巨大优势充分展现在大众面前，促进公众对天然大分子和电解质科学的了解、提高科技创新认知以及激发他们的科学兴趣，具有极高的社会价值。本科普实验所用材料价廉易得且绿色环保，实验过程没有安全隐患，达到用大众熟悉的材料创新性地实现普及科学知识之目的。

随着超快激光技术的不断发展，时间分辨光谱技术已成为研究太阳能转化与利用领域中超快时间尺度下微观光物理机制的重要工具。瞬态吸收光谱(Transient Absorption Spectroscopy, TAS)作为研究光诱导超快电子转移与载流子动力学过程的重要技术，具有揭示光生载流子产生、分离、传输及复合等关键动力学过程的独特优势。本文围绕光-化学能转换和光-电能转换，概述了TAS技术在光催化和太阳能电池两大主要太阳能转化与利用领域的应用。首先，根据光催化(侧重载流子迁移参与表面反应)与太阳能电池(强调载流子界面分离效率)对载流子的不同需求，分别从电子调控、空穴调控和表界面过程三个方面概括了促进载流子迁移利用的设计策略与研究进展。然后，特别关注了原位光谱在光-电-热等复杂应用条件下对能源转换微观过程及性能的影响机制。最后，总结了对太阳能转化与利用领域基础研究的前瞻性发展方向，为太阳能转化材料、反应、器件的理性设计与性能优化提供理论支持。

有机电极材料因其成本低、资源丰富、环境友好、可设计性等优势，成为具有发展潜力的二次电池候选电极材料。目前，种类丰富的有机电极材料已应用在各种金属离子电池体系，然而有机电极材料的商业化应用仍面临着诸多挑战，如本征电导率低、在有机电解液中溶解度大、放电电位低等。针对有机电极材料的技术瓶颈，大量研究聚焦在有机电极材料结构、工艺、尺度等改性优化方面。本文回顾有机电极材料的发展历程和应用，并总结其分类、反应机理及主要问题和挑战，进而详细综述有机电极材料已报道的改性策略，包括分子结构修饰、复合导电碳、纳米尺寸优化、电极-电解液耦合与制备工艺优化等方法，分析各改性方法优势和局限性，最后对未来有机电极材料改性研究方向进行展望，为今后有机电极材料的设计与研究提供参考。

作为一种清洁的太阳能转换技术，半导体光催化为应对世界能源危机和环境污染治理提供了重要技术途径。而在不同类型的光催化剂中，铋基材料凭借其特有的晶体结构、可调的能带宽度、多样的化学组成，以及在光催化领域所具有的广泛前景而备受关注。尽管如此，当前关于铋基光催化剂的开发还不够完善，仍需要大量研究和讨论。为了提高铋基材料的催化性能，并克服目前低光利用效率、选择性差和成本高的挑战，对其结构、合成和结构调控方法的全面理解必不可少。因此本文系统论述了在太阳能应用领域，铋基光催化剂的合理设计与最新进展。这篇文章首先概述了多种铋基光催化剂的近期科研动态，包括层状铋化合物、铋元素、BiVO₄、Bi₂S₂和Bi₂O₃等材料。其次，归纳了铋基光催化剂的主要合成方案，并介绍了提高催化活性的结构调控方法。接着，强调了铋基材料在CO₂还原、光解水、N₂固定、NO_X去除、H₂O₂生产以及选择性有机反应等多种领域潜力巨大。此外，文章还深入探讨了用于铋基光催化剂的先进原位分析手段。最后，本综述明确了现存的发展障碍，并预测了铋基光催化剂的未来发展前景。本综述有望为深入理解和合理设计高性能铋基材料提供全面指导，推动环境与能源领域的创新应用，助力实现双碳目标和可持续发展。

实验教学对于化学专业学生的创新能力培养至关重要。通过综合实验教学，培养化学专业学生发现问题和解决问题的能力，增强学生对太阳能光伏器件的研究兴趣，树立科研信心，培养学生的创新能力。采用表面工程提高可刮涂的碳基钙钛矿电池的性能，促进界面层间的空穴传输和钙钛矿/碳界面接触，提高电池器件的转换效率。该实验可操作性强，安全性高，可以直观感受光能与电能之间的转化，深入理解光伏器件的工作原理。