杂原子掺杂碳催化剂的可控设计为提高其氧还原/析氧反应（ORR/OER）的性能和动力学提供了一种有效策略。然而，关于氧物种的作用通常会被忽略。

近日，中国海洋大学Huanlei Wang，Ping Li，青岛科技大学Lifeng Dong提出了一种简便的氧工程策略，以β环糊精为孔诱导剂和氧调节剂，通过一种简便的电纺丝方法来调节N掺杂多孔碳纳米纤维（NPCNFs-O）中的氧物种。

文章要点

1）由于具有较大的比表面积和N、O共掺杂的协同效应，NPCNF-O催化剂表现出优异的OER（E_1/2=0.85 V vs. RHE）和OER活性（E_J10=1.556 V vs. RHE），并具有良好的稳定性。

2）实验和理论计算都证实了羧基对提高氧电催化活性的关键作用，其调节了局部电荷密度，降低了反应能垒。

3）基于NPCNF-O空气正极的可充电锌−空气电池具有125.1 mW cm⁻²的最大功率密度为和长期耐用的特点。重要的是，NPCNF-O可以作为便携式锌−空气电池的集成独立电极。

这项工作为构建用于未来能源转换和存储系统的高效无金属碳材料催化剂提供了基础性见解。

参考文献

Fuqiang Qiang, et al, Oxygen Engineering Enables N‑Doped Porous Carbon Nanofibers as Oxygen Reduction/Evolution Reaction Electrocatalysts for Flexible Zinc−Air Batteries, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c00164

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c00164