AFM：抑制表面扩散以合成3D双连续纳米孔氮掺杂的碳用于提高柔性全固态铝空气电池的氧还原反应

Nanoyu

2021-06-23

催化氧还原反应（ORR）和加速氧扩散是开发金属-空气电池正极催化剂面临的两个关键挑战。一种可同时提高ORR性能和质量扩散的极有前途的策略是构建具有ORR活性的化学掺杂和3D互联孔隙率的碳基催化剂。

基于此，哈工大（深圳）邱华军教授，胡凯龙助理教授，日本筑波大学Yoshikazu Ito报道了通过聚苯胺辅助模板法制备了一种具有双连续孔隙率和开孔通道互连的三维（3D）纳米孔掺氮碳材料。

文章要点

1）聚苯胺能有效地抑制模板的表面扩散，使模板的孔径达到35 nm。细小的多孔形貌实现了高达7.20 at.%的N掺杂浓度，这反过来又表现出可媲美商业Pt/C的出色ORR电催化性能，同时在碱性介质中具有令人满意的耐久性。

2）研究人员将制备的纳米多孔碳催化剂作为空气电极，组装了全固态柔性铝-空气电池，结果显示，其最大功率密度达到130.5 mW cm⁻²，而使用商用Pt/C基准催化剂时的最大功率密度为106.2 mW cm⁻²。

本研究为制备具有双连续纳米孔道的3D掺氮碳材料提供了一种有效的方法，可广泛应用于便携式和柔性器件中。

参考文献

Kailong Hu, et al, Inhibiting Surface Diffusion to Synthesize 3D Bicontinuous Nanoporous N-Doped Carbon for Boosting Oxygen Reduction Reaction in Flexible All-Solid-State Al-Air Batteries, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202103632

https://doi.org/10.1002/adfm.202103632