CuFeO2 microparticles were prepared, characterized and used as a heterogeneous Fenton-like catalyst. The as-prepared CuFeO2 microparticles were composed of pure rhombohedral crystalline particles with sizes in the range of 2–3 μm. As a composite oxide of Cu and Fe elements, the CuFeO2 microparticles showed much stronger catalytic ability toward the activation of H2O2 than Cu2O microparticles and Fe3O4 nanoparticles did. The catalytic activation of H2O2 produced hydroxyl radicals (OH), causing rapid degradation and mineralization of bisphenol A (BPA). The use of 1.0 g L−1 CuFeO2 microparticles and 20 mmol L−1 H2O2 yielded a nearly complete removal of the added BPA (0.1 mmol L−1) in 120 min and 85% removal of TOC in 180 min. The microscaled CuFeO2 catalyst was confirmed to have merits of easy recycling and good stability by successive degradation experiments. The generation of OH from the catalytic activation of H2O2 over CuFeO2 microparticles was evidenced using electron spin resonance spectroscopy, quenching experiment and coumarin fluorescent probe technique. This activation was confirmed to be initiated by surface Cu(I) and Fe(III).

Abstract Aqueous zinc metal batteries are safe, economic, and environmentally friendly. However, the dendrite growth and inevitable corrosion issues under aqueous condition greatly restrict the development of long cycling life zinc metal batteries. To achieve the long‐term reversible zinc deposition/dissolution, a polyzwitterionic hydrogel electrolyte (PZHE) is constructed with record high room temperature ionic conductivity of 32.0 mS cm −1 and Zn 2+ transference number of 0.656. The abundant hydrophilic and charged groups in the zwitterionic polymer can well immobilize water molecules in the polymer skeleton and reduce side reactions. The charged groups of the zwitterionic polymer can also homogenize the ion distribution and achieve uniform zinc deposition. Long cycling life of over 3500 h is achieved for the symmetric batteries with PZHE. Full cells with VS 2 and MnO 2 cathodes are also demonstrated to exhibit excellent cycling stability. With combined advantages of physical and chemical crosslinking gels, the PZHE enabled flexible quasi‐solid state zinc metal batteries with excellent processability, self‐healing property and safety, can operate even under various extreme conditions such as cutting, soaking, hammering, washing, burning, and freezing. It is believed that the PZHE can provide a promising opportunity and pave the way for other long‐life aqueous batteries.

Abstract Developing non‐graphitic carbons with unique microstructure is a popular strategy to enhance the significant potential in practical applications of sodium‐ion batteries (SIB), while the electrochemical performance imbalances arising from their intricate active surface and porous structure pose significant challenges to its commercialization. Inspired by the structure of biological cell membranes, N/P co‐doped hard carbon nanospheres (NPCS) anodes with abundant ultramicropores (≈0.6 nm) are proposed and synthesized as robust sodium anodes. Based on density functional theory calculations, optimizing ultramicropores can enable small Na + to be well confined within the pores and hinder large solvent molecules from invading and reacting, introducing N/P species contributes to the rapid adsorption/diffusion of Na + . In situ XRD and Raman analysis suggest that the nanoconfinement strategy induced by abundant ultramicropores and N/P co‐doping enables highly reversible electrochemical reactions. Electrochemical test confirms that the nanoconfinement strategy endows the NPCS anode with high reversible capacity (376.3 mAh g −1 at 0.1 A g −1 ), superior initial coulombic efficiency (87.3% at 1.0 A g −1 ), remarkable rate capability (155.6 mAh g −1 at 50.0 A g −1 ) and excellent cycling stability (with capacity retention of ≈94.6% after 10 000 cycles), lightening a promising avenue for developing SIB with robust durability.

In order to address the challenges associated with optimizing multi-timescale operations and allocating ultra-short-term energy storage for HWP integration, this study takes into account both the economic and reliability aspects of the HWP integration base. It proposes a model for optimizing operations and allocating energy storage capacity, achieving optimization across long-term, short-term, and ultra-short-term operations for an MECB. Initially, operation optimization is implemented for an entire group of terraced hydropower plants by regulating them with annual regulating capabilities on a long-term timescale. The objectives are to maximize the daily average minimum output and annual power generation. Subsequently, short-term operation optimization focuses on maximizing HWP power feed-in, minimizing new energy power curtailment, and reducing residual load standard deviation while ensuring the guaranteed output optimization results for the long term. Finally, to mitigate ultra-short-term fluctuations in new energy, a HESS with specified capacity and power is configured with the goal of minimizing comprehensive costs. Additionally, to address the challenge of smoothing negative fluctuations, which is hindered by charging and discharging efficiency limitations, a variable baseline is introduced, deviating from the conventional 0 MW baseline. A simulation study based on data from the hydro–wind–PV hybrid project in the Beipanjiang River Basin, China, demonstrates the following: (1) after long-term system optimization, the total power generation capacity of the system increases by 9.68%, while the peak-to-valley difference in output is significantly reduced; (2) short-term system optimization significantly reduces both the average variance in residual loads and the amount of power curtailed over five representative days; (3) the system incorporates 398.62 MWh of lithium-ion battery storage with a power of 412.47 MW and 51.09 MWh of supercapacitor storage with a power of 223.32 MW, which, together, completely smooth out the ultra-short-term fluctuations in new energy output.

Toxic metal pollution is one of the environmental problems that seriously affect water resources and ecosystems. Antimony, recognized for its teratogenic and carcinogenic properties, poses significant health risks due to its widespread presence in natural water sources. In this study, cobalt-doped manganese oxide bimetallic composites were designed as an efficient adsorbent for the antimony removal from water. The adsorbent exhibits robust performance over a range of pH values, achieves a significant adsorption capacity of 591.1 mg/g, and exhibits adsorption equilibrium within 25 min. The effectiveness of the adsorption is attributed to the interaction between metal-O bonds and antimony, as well as the hydrogen bonding. In line with the concept of sustainable development, waste adsorbents are used as negative electrodes for SbO2--based aqueous alkaline batteries. It exhibits a high reversible specific capacity of 122.8 mAh·g−1. This research not only sheds light on innovative approaches to antimony removal but also opens up avenues for the sustainable reuse of waste materials, in line with the principles of sustainable development.

Electrocatalytic nitrate reduction enables the recovery of nitrate from water under mild conditions and generates ammonia for nitrogen fertilizer feedstock in an economical and green means. In this paper, Co/biomass carbon (Co/BC) composite catalysts were prepared by co-carbonization of straw and metal–organic framework material ZIF-67 for electrocatalytic nitrate reduction using hydrothermal and annealing methods. The metal–organic framework structure disperses the catalyst components well and provides a wider specific surface area, which is conducive to the adsorption of nitrate and the provision of more reactive active sites. The introduction of biomass carbon additionally enhances the electrical conductivity of the catalyst and facilitates electron transport. After electrochemical testing, Co/BC-100 exhibited the best performance in electrocatalytic nitrate reduction to ammonia, with an ammonia yield of 3588.92 mmol gcat.−1 h−1 and faradaic efficiency of 97.01% at −0.5 V vs. RHE potential. This study provides a promising approach for the construction of other efficient cobalt-based electrocatalysts.

Abstract C 14 H 16 MnN 10 O 6 , triclinic, P 1̄ (no. 2), a = 6.7549(7) Å, b = 7.1615 (7) Å, c = 11.2405(10) Å, α = 77.624(8)°, β = 73.524(9)°, γ = 63.834 (10)°, V = 465.48 (9) Å 3 , Z = 1, R gt ( F ) = 0.0339, wR ref ( F 2 ) = 0.0860, T = 293 K.