前言

化石能源伴随着工业时代的快速发展被大量消耗，导致CO2的排放量急剧攀升，引发全球温室效应。与此同时，对有限化石能源的持续消耗也带来了全球性的能源危机。以化石能源为支撑的高碳能源体系向以新能源和可再生能源为主题的新型低碳能源体系过渡，已成为世界各国竞相调整的能源发展战略。转变能源发展方式、调整能源结构，大力开发以太阳能、风能、水能、潮汐能等为代表的绿色、清洁、低碳、可持续的能源成为确保未来能源安全、实现可持续发展的根本途径。然而，这些可持续能源具有周期性和不稳定性等特点，需要匹配先进的储能系统才能实现高效利用。因此，利用先进电化学能源技术实现可持续能源高效快捷的转换与储存，已经成为当今社会关注的热点。

先进电化学能源存储与转换技术是基于电化学理论发展起来的新型能源技术体系，具有高效、清洁、方便灵活、应用广泛等特点，是当今国际科学发展的重要前沿，在多个重大领域发挥重要作用。例如，氢能与燃料电池代表了目前最具前景和可行的能量转换技术之一。由于H2氧化的低环境负荷和高能量密度，由小到不足瓦级的遥感技术至大到超过兆瓦级的动力源，相比于汽油燃烧，无论是在燃料效率还是在减少CO2的排放方面，都凸显其优势。因此，这些先进电化学能源技术的大力发展，不仅可以促进可再生能源的开发与利用，保障国家能源安全，同时成为实现我国碳达峰碳中和的双碳战略目标的重要举措和必经之路。

先进电化学能源材料与器件是支撑高效电化学能源技术的基础，它的研究与开发属于电化学和材料科学的交叉领域。电化学能源材料是指可以在电场或半电场中发生，并且能够实现能量转换的材料，是电化学能源设备的核心。电化学能源器件则是实现能源转换与储存的直接设备，是实现能量转换与储存的关键技术，包括如锂离子电池、太阳能电池、铅酸电池和超级电容器等。

我国的电化学能源产业（主要是电池）的生产销售和消费规模位居世界第一。2020年全球动力电池企业10 强，中国占6 席，市场占有率为62.6%。但是，与国外先进水平相比，我国仍旧存在较大差距，缺乏原创性的电化学能源体系。为了促进学术交流，推动相关领域向纵深发展，《上海大学学报（自然科学版）》策划推出了“先进电化学能源材料与器件”专刊，得到了本领域众多专家学者的积极响应。本专刊共收集了12 篇特邀论文，其中包括8 篇综述论文、4 篇学术论文，均由国内颇具影响力的教授团队撰写，涉及内容包括燃料电池、太阳能电池、锂离子电池、锂硫电池、锌离子电池、锌-空气电池、电解水制氢、CO2电化学还原、尿素电化学氧化以及机器学习等，基本反映了本领域最新的研究成果和研究进展。希望本专辑的推出，能够进一步推动该领域研究的发展，为把我国建设成电化学能源强国，助力我国“双碳”目标的早日实现贡献一份力量。

感谢主编、编委和审稿专家对本期专刊的大力支持！这些综述和研究论文介绍了先进电化学能源领域的最新进展，也为今后的研究带来新的思路和启示。最后，希望本期专刊能对从事先进电化学能源研究或感兴趣的学者有所启发。

2023年10月