معهد فيزياء الحالة الصلبة ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، معهد فيزياء الحالة الصلبة ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، تحضير ومعالجة مركبات الكربون / الجرافين المسامية المملوءة بالنيتروجين بالحديد مع مواقع نشطة مزدوجة ، وتطبيقها في تقليل الأكسجين أحرز تقدم ، تم نشر أعمال ذات صلة على ACS Applied Materials & Interfaces.
منذ نضوب الطاقة الأحفورية الطبيعية والتدهور البيئي، وبدأ الناس لتطوير بقوة نظم مستدامة تخزين وتحويل الطاقة، على سبيل المثال، والبطاريات الهواء المعدنية، وخلايا الوقود، وما إلى ذلك، هذه تحويل الكاثود المتفاعلة وتخزين الطاقة الجهاز. (تفاعل اختزال الأكسجين: ORR) الطاقة عملية التعلم بطيئة وغالبا ما تتطلب استخدام محفز لزيادة نشاط التفاعل.
ووجدت الدراسة أن electrocatalysts البلاتيني غير لحفازات أفضل أداء لORR، ولكن احتياطيات البلاتين معدن أقل الثمينة، ومكلفة، لا يفضي إلى تطبيق على نطاق واسع، لذلك نبحث عن الأداء الممتاز، والاستقرار جيدة من حافزا المعادن غير الثمينة هذا هو اتجاه البحث ، ومن بينها ، تلقى الحفازات الكهروكيميائية القائمة على الحديد والنيتروجين / الكربون اهتمامًا متزايدًا بسبب المواقع النشيطة الغنية بالنتروجين المعدني النشط على السطح ، وفي الوقت الحالي ، عادة ما يتم تصنيع هذه المحفزات في درجات حرارة عالية. وفي عملية التوليف تؤدي بسهولة إلى تكتل المحفز ، وبالتالي تقليل مساحة السطح المحددة للمحفز وعدد المواقع النشطة المكشوفة.
لحل هذه المشاكل والباحثين باستخدام تقنية الاستئصال بالليزر لتوليد الطور السائل في بيئة معتدلة الظروف القاسية محلية معينة (السائل - واجهة الصلبة)، أولا الحصول على الحديد النانوية الغروانية لها نشاط كبير للتفاعل الكيميائي للجزيئات يمكن أن تدعم بشكل موحد على سطح ورقة نانو أكسيد الجرافين (GO)، ثم أعد أخيرا الحديد-NC / RGO electrocatalyst عن طريق إدخال الكربون ومصادر النيتروجين وعملية الانحلال الحراري لاحقة (FIG (أ) ~ (ه) أدناه). منذ يتم تشكيل بنية تشبه ورقة ومركب الجرافين، ومنع بشكل فعال التكتل من الحافز، أن مساحة حافزا وزيادة التعرض لموقع نشط، وبالتالي تحسين الحديد - النشاط التحفيزي من النيتروجين / محفز الكربون مزيد الكيمياء الكهربائية كهربائيا والتي أظهرت خصائص electrocatalytic جيد (FIG (و) ~ (ط) أدناه) النانوية، والمحفز من الحديد والحديد-N المستندة تحتوي على مواقع النشاط المحفز لها تأثير مهم.
أعمال البحث والتطوير لبناء نوع جديد من المعدن - توفر النيتروجين / electrocatalysts الكربونية فكرة جديدة، ويتوقع أن يحل محل البلاتين المعادن الثمينة المستخدمة في خلايا الوقود والبحوث بطارية الهواء المعدنية من قبل البرنامج الوطني مفتاح الأساسي أبحاث (973. البرنامج) ، المؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، مشروع تطوير مرفق الأبحاث التابع للأكاديمية الصينية للعلوم ، إلخ.
الحديد-NC / RGO محفز: (أ) SEM صورة؛ (ب، ج) والصور TEM؛ (د) والصور HAADF-STEM، (ه) EDX الصور رسم الخرائط؛ 0.1 M النيتروجين أو الأكسجين المشبعة KOH (و) محفزات مختلفة في دوري منحنيات القياس الفولطي حل؛ (ز) الحديد-NC / RGO خطي الاجتياح voltammograms الأكسجين مشبعة 0.1 حل M KOH (ح) الحديد-NC / RGO مشبعة بالأكسجين مختلف 0.1 حل M KOH تدوم الكاميرات الخطية بسرعة كبيرة ؛ (ط) مقارنة منحنيات التافل لمختلف العوامل الحفازة.
