Fundamental research into the Li–O2 battery system has gone into high gear, gaining momentum because of its very high theoretical specific energy. Much progress has been made toward understanding the discharge mechanism, but the mechanism of the oxygen evolution reaction (OER) on charge (i.e., oxidation) remains less understood. Here, using operando X-ray diffraction, we show that oxidation of electrochemically generated Li2O2 occurs in two stages, but in one step for bulk crystalline (commercial) Li2O2, revealing a fundamental difference in the OER process depending on the nature of the peroxide. For electrochemically generated Li2O2, oxidation proceeds first through a noncrystalline lithium peroxide component, followed at higher potential by the crystalline peroxide via a Li deficient solid solution (Li2–xO2) phase. Anisotropic broadening of the X-ray Li2O2 reflections confirms a platelet crystallite shape. On the basis of the evolution of the broadening during charge, we speculate that the toroid particles are deconstructed one platelet at a time, starting with the smallest sizes that expose more peroxide surface. In the case of in situ charged bulk crystalline Li2O2, the Li vacancies preferentially form on the interlayer position (Li1), which is supported by first-principle calculations and consistent with their lower energy compared to those located next to oxygen (Li2). The small actively oxidizing fraction results in a gradual reduction of the Li2O2 crystallites. The fundamental insight gained in the OER charge mechanism and its relation to the nature of the Li2O2 particles is essential for the design of future electrodes with lower overpotentials, one of the key challenges for high performance Li–air batteries.

Soft magnetic microwave absorbents have merits of sufficient magnetic loss and unique magnetism-frequency response characteristics, yet are limited by the low natural resonance frequencies and simplex loss mechanism. Introducing second phase has been proven to be efficient in evoking structure, magnetism and conductivity changes, but the effects on the microwave absorption is still unbeknown. In this work, the Co0.72Fe0.28 alloy magnetic absorbents with dispersedly distributed NdCo5/LaCo5 nano precipitates were prepared. By fine-tuning the doping ratios of the rare earth (RE) of Nd/La, the coercivity and conductivity show an upward trend with enhanced magnetic and dielectric losses on 2-18 GHz. On one hand, the high magneto-crystalline anisotropic RECo5 phases uplifted the holistic resonance frequency ranges and enhanced the C/X/Ku band attenuations. On the other hand, the as-spawn vacancies, heterogeneous interfaces and dislocations boosted the conductive/polarization losses of the individual magnetic alloys. As a result, the high-frequency performance was significantly improved when ensuring the impressive low-frequency loss. A remarkable minimum reflection loss (RLmin) of -76 dB was achieved in the S band, and the effective absorption bandwidth (EAB) of 7.34 GHz was obtained at only 1.7 mm, covering most of the X/Ku bands. The performance sets it apart as the highest among the reported RE-transitional alloy absorbents so far. Overall, this work provides a feasible way and novel strategy for improving the microwave absorption properties for the traditional metal alloys and their compounds.

Magnetocaloric Materials In the article number 2400369, Ekkes Brück, Yang Ren, and co-workers introduce the magnetocaloric effect (MCE) and its applications, and summarize the representative materials, as well as important progress in recent years. Specifically, the importance of multimodal studies on key understandings of the MCE by utilizing state-of-the-art big-facility research tools are highlighted. The challenges and perspectives on further developments are discussed.

Light weight is a significant target for the magnetic metal-based electromagnetic wave (EMW) absorbents. Constructing foams with porous structure and low density has been proved to be a feasible way. However, the high conductivity of the metal foam will bring a poor impedance match, which hinders the EMW absorbing property. Herein, we reported a facile one-step calcination strategy for the magnetic metal foams toward improved impedance match. The NiO/Ni foam composites were obtained with NiO particles in situ grown on the surface of foams. Greatly enhanced EMW absorption performance was obtained with minimum reflection loss (RLmin) of −39.71 dB at a frequency of 13.6 GHz and a thickness of 2.0 mm. Meanwhile, the effective absorption bandwidth (EAB) could reach 5.15 GHz. The introduction of surface NiO weakens the conductivity of pure metals and the abundant pore structures of NiO as well as the inherent three-dimensional (3D) networks of metal foams further promote the multiple reflections and scattering of the EMWs. Consequently, this work provides a feasible and convenient way for the massive production of magnetic metal foams as excellent EMW absorbents.