Carbon Energy:十年碳基无金属电催化剂的新进展

对于全球日益增长的能源需求,低污染、可再生能源材料和技术的研发至关重要。在众多可再生洁净能源技术中,高效、低成本催化剂的研发成为最重要的一环。其中,无金属碳基电催化剂(C-MFEC)成为国际的研究热点之一。

自从2009年无金属碳基电催化剂(C-MFEC)被发现可用于电催化氧还原反应(ORR),10年来已经被证实在析氢(HER)、析氧(OER)、二氧化碳还原(CRR),氮还原(NRR)等电化学反应过程中都是行之有效的催化剂。无金属碳基电催化剂最近的研究和进展表明:它们在燃料电池、金属-空气电池、水氧化产氢中具有潜在的应用前景;同时,还可用做催化剂通过电化学方法制备其它化工产品(氨、醇、双氧水以及其他有用的碳氢化合物)。毫无疑问,无金属碳基催化剂更进一步的研究和发展将会对传统能源转换和储存技术领域出现革命性的影响,新生的技术将会大大降低对环境的负面影响。

针对无金属碳基电催化剂的研究现状和进展,美国凯斯西储大学高分子科学与工程系戴黎明教授课题组总结了其10年来的发展历程,着重探讨了在燃料电池和金属-空气电池应用中无金属碳基电催化剂材料的发展和结构-性质关系表征,并对该新兴领域所面临的问题和未来的展望进行了探讨。相关论文以“Ten years of carbon‐based metal‐free electrocatalysts”为题,在线发表在Carbon Energy(DOI: 10.1002/cey2.5上。