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微藻生物源富氮碳材料作为锌-空气电池pH-Universal氧还原的高效电催化剂( Microalgae Biomass-Derived Nitrogen-Enriching Carbon Materials as an Efficient pH-Universal Oxygen Reduction Electrocatalyst for Zn-Air Battery )
X Hu LL Ma WJ Liu HC Li HQ Yu
微藻具有较强的营养摄取能力和较快的生长速度，能从环境中富集大量的营养元素（N和P）和CO2，为对抗水体富营养化和全球变暖提供了一条有效途径。然而，如何有效地处理富含碳和营养的大量生物质仍然是一个巨大的挑战。本工作以微藻生物质为前驱体，通过一种简便的热解方法合成了富氮多孔炭材料。所合成的材料在碱性和酸性介质中均表现出良好的电催化氧还原反应(ORR)活性，表现出优异的催化氧还原活性（高催化活性、良好的耐久性以及对甲醇和CO的耐受性）。具有中孔结构的大比表面积和丰富的活性氮位是其良好的电催化性能的主要原因。确定了吡啶N物种为ORR催化位点，并定量分析了其贡献。用合成的富氮碳材料作为空气负极催化剂的锌-空气电池组装后的性能进一步证实了其对ORR的优异效果。本文的研究结果将为利用大规模生物质废弃物生产高性能碳材料提供一种可持续的、经济有效的方法。
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