Metal nanoparticles hold great promise for heterogeneous catalysis due to their high dispersion, large concentration of highly undercoordinated surface sites, and the presence of quantum confinement effects, which can drastically alter their reactivity. However, the poor thermal stability of nano-sized particles limits their use to low temperature conditions and constitutes one of the key hurdles towards industrial application. The present perspective paper briefly reviews the mechanisms underlying nanoparticle sintering, and then gives an overview of emerging approaches towards stabilizing metal nanoparticles for heterogeneous catalysis. We conclude by highlighting the current needs for further developments in the field.

In view of the excellent characteristic of thermal energy storage, phase change materials (PCMs) are of great significance for improving the efficiency of solar thermal energy utilization. However, the direct thermal effect of visible-light (40% of solar radiation) is very low. In order to improve the capabilities of visible-light absorption and photothermal conversion, we reported novel and efficient sunlight-driven PCMs based on polyethylene glycol (PEG) supported by Ag nanoparticle-functionalized graphene nanosheets (Ag–GNS). The multi-folded layered structure provides Ag–GNS a large surface area to support PEG for achieving the shape stability before and after phase transition. Meanwhile, based on the local surface plasma resonance effect of Ag, Ag has high visible light selective absorption and infrared reflectance, which can give Ag–GNS enhanced light absorption capacity and reduced thermal radiation. So Ag–GNS/PEG can harvest sunlight and convert light to thermal energy with significantly higher efficiency (η = 88.7–92.0%). Moreover, Ag–GNS/PEG composites exhibit enhanced thermal conductivities (49.5–95.3%), high energy storage densities (>166.1 J/g), high thermal energy storage/release rates and outstanding form-stable properties. Therefore, this novel sunlight-driven composite can be potentially used for clean and efficient utilization of solar energy.

Nowadays, supercapacitors as energy storage devices have gradually attracted more attention. In this paper, a tailored "staggered reaction" strategy was employed to synthesize the N/S codoped hollow porous carbon nanospheres as an electrode material for high-performance supercapacitors. This manner features the appropriate involvement of the solvent acetone in the reaction within the system, which enables the sequential reaction process to obtain the core–shell structure with different internal and external compositions. Furthermore, the core could be dissolved by soaking in a formic acid solution, thereby achieving a targeted hollow structure. In addition, in situ doping was achieved by selecting suitable precursors (m-phenylenediamine and 2,4-diaminobenzenesulfonic acid) containing N and S, and the effect of N and S content on performance was investigated in detail. The results reveal that with the increase of N and S content, the specific capacitance of carbon nanospheres first increases and then decreases. Ultimately, the maximum specific capacitances of 398 and 277 F·g–1 were obtained under the current density of 0.2 A·g–1 in a three-electrode system and a two-electrode system, respectively. After 10,000 cycles, the specific capacitance can be basically maintained at 100% with excellent cycling stability.