高氮多孔碳

双功能氧催化

以四氰基乙烯为前驱体，通过共价三嗪聚合物的创新设计，实现高氮掺杂与超高比表面积。

Tao, You · Yang, Donghui · Kong, Hui Yuan · Wang, Tianxiong · Li, Zihao · 丁雪松 · 韩宝航

Applied Catalysis B: Environmental 2023

具体参数

氮含量

{'zh': '14.2', 'en': '14.2'} wt%

比表面积

{'zh': '3210', 'en': '3210'} m² g⁻¹

比容量

{'zh': '797', 'en': '797'} mAh g_zn⁻¹

稳定循环

{'zh': '380', 'en': '380'} h

技术优势

氮含量高

以共价三嗪聚合物为前驱体，在高温下保留氮，HNPC-900 的氮含量达 14.2 wt%。

比表面积大

HNPC-900 的比表面积高达 3210 m² g⁻¹，超出多孔碳 3000 m² g⁻¹ 的通常目标。

双功能氧催化

HNPC-900 作为锌空电池空气阴极，比容量达 797 mAh g_zn⁻¹，并稳定循环超过 380 小时。

超越贵金属

性能优于 RuO₂ 与 20 wt% Pt/C 组成的阴极。

应用场景

• 锌空气电池：可直接作为空气阴极催化剂，实现高比容量与长循环稳定性。
• 氧还原反应电催化剂：用作氧还原催化剂，替代贵金属基材料，降低成本。
• 析氧反应电催化剂：用作析氧催化剂，与 ORR 活性结合实现双功能氧催化。
• 燃料电池电极：高比表面积与氮掺杂有利于氧还原，可用作燃料电池阴极。