钴、氮共掺杂多孔碳纳米片的制备及电化学性能研究文献综述

 2023-04-27 17:42:54

文献综述

1、选题的目的和意义能源、环境与人类的生活的各方面息息相关，绿色环保可再生的能源技术的大力发展是对现今解决所面临的诸如全球气候变化，环境污染以及化石燃料短缺问题的关键所在。

因此开发可再生能源存储和转换技术具有十分重大的现实需求。

可再生能源，如可再生燃料电池和金属-空气电池，由于理论上能量密度高、效率高、环境友好等优点，引起了广泛的研究[1-3]。

在这些技术中，由于ORR和OER反应动力学缓慢，合适的氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)催化剂的开发成为燃料电池等技术商业化 的关键因素。

ORR是放电过程中空气电极发生的核心反应.由于负极锌氧化动力学远大于ORR动力学，因此ORR往往在较高过电势下才能成功进行，严重限制了整个电池的转化效率.具体而言，ORR涉及到氧气吸附、电荷转移和产物脱附解离等步骤，属于典型多电子反应，其中间产物复杂同时涉及多个电化学反应过程. OER作为ORR的逆反应，发生在电池的充电过程中.OER的反应途径和催化机制相比于ORR而言则显得更为复杂。

一般来说，OER生产的氧气往往不是直接从金属表面产生，而是从金属氧化相催化而来.因此，其阳离子特性(如位置、种类)以及材料形貌的差异均会造成其反应机制的不同 [4-5]。

不幸的是，很难找到能驱动这两种反应的高效电催化剂，因为ORR的好催化剂通常对OER不好，反之亦然。

对ORR催化活性最好的包括Pt[6]，但是其对OER的催化活性较为一般，OER的活动量只有中等。

钌(Ru)和铱(Ir)氧化物是最佳的OER催化剂，但与Pt相比，它们对ORR的活性较差。

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