丁晓波，覃远航

武汉工程大学化工与制药学院，湖北 武汉430205

目前全球能源消耗依然十分依赖化石能源，然而其正在逐步枯竭，且会对环境造成不可忽视的污染［1］。因此寻求清洁的、可持续发展的能源迫在眉睫。燃料电池因其功率密度高、能量转化率高、稳定性好以及零污染排放等优点，具有成为新型、环保的能源提供设备的潜力［2-3］。锌-空气电池也因其对环境友好、价格低廉、能量密度高、锌在水溶液中耐久性良好等优点得到了广泛关注［4］。然而上述能量转换设备的核心反应即阴极氧还原反应（oxygen reduction reaction，ORR）动力学缓慢，需要相当大的过电位克服反应过程中多步电子转移所需的能量。幸而可以通过构造合适的催化剂降低其反应能垒，继而加快ORR的进行［5-6］。迄今为止，贵金属铂基催化剂表现出最佳的ORR催化活性，但具储量不足、价格高昂、稳定性欠缺等缺点，不可大规模使用，因此亟需开发价格低廉、性能优异的铂基催化剂替代品［7］。

在众多铂基催化剂替代品中，杂原子掺杂碳基无金属催化剂因价格低廉、对环境友好已被公认为大有应用前景的ORR催化剂［4，8］。其中最具掺杂前景的杂原子为氮，因为氮原子的引入会使相邻碳原子因其电子亲和力产生部分正电荷，形成较高的电子态密度、电子传导性以及表面亲水性等独特性质，从而对催化剂的ORR性能起到促进作用［9］。然而碳基ORR催化剂大多需经高温热解制得，该过程会造成氮元素大量流失［10］，因此找寻一种高氮含量的前驱体至关重要。……