白亚峰 杨子恒 冯 勇 刘富亮 陈晓涛 常继莹

(1贵州梅岭电源有限公司，遵义 563003)

(2特种化学电源国家重点实验室，遵义 563003)

燃料电池是一种清洁高效的能源转化装置，可以直接将燃料中的化学能转化为电能。然而，阴极氧还原反应缓慢的动力学会严重阻碍电池的能量转换效率，如何提升燃料电池阴极氧还原反应(ORR)的反应速率对于燃料电池的高效运行至关重要。铂(Pt)基材料因具有较高的ORR催化效率，作为阴极催化剂被广泛应用于燃料电池中。但是，Pt基催化剂价格昂贵，不利于燃料电池的大规模推广应用。更严重的是，Pt基催化剂在长时间运行时表现出相对较差的稳定性，严重影响燃料电池的输出性能[1]。为了解决Pt基催化剂存在的这些问题，一种有效的策略是设计、合成非贵金属催化剂，例如过渡金属-硫化物、金属氧化物、碳化物、氮化物、氧氮化物、碳氮化物、杂原子掺杂的碳材料[2-4]，以及氮掺杂碳载过渡金属催化剂(M-N-C催化剂)[5]。

其中，M-N-C催化剂因其较高的ORR催化活性，受到了广泛的关注。M-N-C催化剂通常是由含有金属、氮及碳元素的前驱体热解形成,例如Co-N-C催化剂和Fe-N-C催化剂等，这些催化剂往往表现出较高的ORR催化活性，但是Co及Fe元素在热解过程中容易团聚，导致这种方法制备的催化剂通常含有大量无活性的金属聚集体，这些金属聚集体往往不具有ORR催化活性，因而需要进一步进行酸处理[6]。而Zn-N-C催化剂中的Zn元素具有更低的沸点，在前驱体热处理过程中容易挥发，最终形成大量的微孔结构，可以有效地提升催化剂的比表面积，进而增强ORR催化活性[7-8]。……