多孔硼碳氮化物纳米片的合成及其高效氧还原研究

   ORR动力学缓慢是燃料电池和金属电池的关键。贵金属Pt基催化剂由于具有优异的电催化活性而在ORR领域占据主导地位。但是Pt基催化剂由于中毒易失活，燃料交叉效应，耐久性差等因素，严重阻碍了Pt基催化剂的发展。目前，碳材料已成为Pt/C催化剂的潜在替代氧还原反应的研究对象，然而，它们大多只在碱性溶液中具有优良的催化活性，严重限制了其在聚电解质膜燃料电池(PEMFCs)中的应用。澳大利亚迪肯大学前沿材料研究所的Wang Jiemin等采用简单高效的聚合物溶胶-凝胶法制备了多孔氮化硼(BCN)纳米片，利用Nafion在玻碳电极上进行负载后,利用旋转环盘（RRDE）及电化学工作站等测试技术对多孔BCN纳米片进行了电化学性质的研究。研究表明合成多孔BCN纳米片具有高比表面积(817m2/g)，在碱性和酸性介质中均表现出显著的ORR催化性能，与工业Pt/C相比，具有很好的催化性能(BCN酸性下Eonset=0.84V vs. RHE；碱性下Eonset=0.94V vs. RHE，E1/2=0.82V vs. RHE)。重要的是，所制备的无金属催化剂在碱性和酸性环境下具有更高的耐用性和更高的甲醇耐受性。为无金属ORR催化剂在工业燃料电池中的应用提供了一种新的思路。该成果发表在ACS Energy Letters, 2017, 2(2):306-312.上。

简报作者: 郑乐凯责任编辑：张军

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