掺杂碳纳米管将有望取代贵金属催化剂

材料牛注：中科院理化技术研究所的张铁锐团队研发出一种新方法用于制备M，N-C催化剂，其将有望替代传统的、昂贵的铂基催化剂。

氧还原反应（ORR）催化剂是许多新一代的能量储存和技术转换的一个重要组成部分，包括燃料电池和金属空气电池。金属和氮共掺杂金属性碳纳米管（M，N-C），由金属和含氮材料高温热解合成，在ORR性能上有望替代传统的和昂贵的Pt/C催化剂。通过目前的数据相比较来看，多数M,N-C材料的ORR性能要优于传统的Pt/C（铂基）催化剂。

中科院理化技术研究所的张铁锐教授，发现碳催化剂低差的ORR性能归因于不可逆转的融合和用于高温裂解步骤时粒子的聚集。张教授的团队研发了一种新方法用于合成M，N-C催化剂，主要用带有介孔二氧化硅的Zn,Co-ZIF-8金属有机框架（MOF）表面涂层，经高温处理，最后蚀刻介孔二氧化硅表层壳得到想要的催化剂。

这种介孔二氧化硅保护策略有效的防止了高温分解阶段Co，N-CNF纳米粒的融合和聚集，产出高表面积有优异催化活性的Co，N-CNF催化剂，在酸性介质中的Pt/C催化剂的性能要优于在碱性介质中。重要的是，由这种新方法制备的Co，N-CNF电催化剂制备表现出优异的耐久性和抗失活能力，肯定了未来低成本的ORR催化剂一定能大展宏图。介孔二氧化硅保护措施的应用范围很广，可以用在研发和展现M,N-C催化剂的最优性能。

该研究成果已经发表在Advanced Materials上。

本文参考链接

感谢材料人编译部杨志涛提供素材。