杂原子掺杂碳基氧还原反应电催化剂研究进展

• 作者: 周宇 王宇新
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 氧还原反应 杂原子掺杂 电催化剂 电子材料 催化 电子学
• 年，卷（期）: 2017,（2）
• 所属期刊栏目: 综述与专论
• 页码范围: 519-534
• 页数: 16页
• 分类号: O643.36|TM911.46
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20161060

摘要

氧还原反应(ORR)是质子交换膜燃料电池和金属空气电池等清洁能源转化技术中的关键步骤，但其反应能垒高，动力学缓慢。目前，氧还原性能最佳的催化剂仍然是已经商业化的碳载铂（Pt/C）催化剂，但其价格高、资源储量低，难以大规模应用。因此，近年来许多研究者致力于探寻低成本高性能非铂 ORR 催化剂，以期降低催化剂成本，推进质子交换膜燃料电池和金属空气电池的商业化进程。杂原子掺杂碳材料属于一种新型的非贵金属 ORR 催化剂，具有优异的电化学性能且成本低廉，显示了广阔的应用前景。以杂原子的不同作用原理为线索综述最近几年杂原子掺杂碳基 ORR 催化剂的研究进展，着重论述杂原子对于碳材料电子结构的影响，并讨论了杂原子掺杂碳材料催化剂面临的问题以及发展趋势。