來自LANL（洛斯阿拉莫斯國家實驗室）的科學家們最近研發了一種含有氮元素的碳納米管催化劑，這種催化劑是迄今為止的所有非稀有金屬催化劑中，在堿性條件下最能激發氧還原反應的材料。而在反應物質量較大的情況下，這種穩定催化劑的催化效率甚至超過公認最高效的鉑金催化劑。此新型催化劑是由世界知名的科學類雜志自然通訊報道的，它能夠有效地提升鋰空氣電池、鋅空氣電池和堿性燃料電池的效能，方便風能和太陽能的應用，最終解決混合動力汽車和純電動車的供能問題。
氧的電化學還原反應作為電化學裝置中的核心過程，直接影響著使用液體或聚合物電解質的燃料電池、鋅空氣電池和鋰空氣電池的能量轉換和儲存效率。其中鋅空氣電池擁有巨大的開發前景，因為它的儲能量是鋰離子電池的十倍左右，用作混合動力汽車的能量源或像太陽能、風能這類間歇性能源的儲存裝置將非常適合。而阻礙鋅空氣電池大規模量產的主要原因是缺乏穩定高效的氧還原反應催化劑，特別是非金屬類的催化劑。
5,000次充放電循環后，使用新型催化劑和鉑金催化劑的電池中氧化還原反應極化對比
最新研發的含有氮元素的碳納米結構催化劑有效的解決了上述問題，而生成這種材料所需的原材料有三種：作為鐵源和氨腈的醋酸鐵Fe(CH3-COO)2，作為氮源的NCNH2，以及作為碳源的碳納米管（CNT）或微粒（CNP）。這種新型催化劑被命名為N-Fe-CNT/CNP，鐵元素不僅使氧還原反應成為可能，并且幫助完成了反應原料的化合過程。N-Fe-CNT/CNP在堿性介質中展現出的催化性能，超過了已知所有的碳納米結構催化劑。
雖然此新型催化劑是含有氮元素的碳納米管，但它的生產加工過程并不像同類催化劑那樣成本高且程序繁瑣，只需要把加工必須的化學試劑和原材料，按比例混合后經一些加工工藝就可以獲得，大批量的生產也可以通過這種簡單流程實現，除此之外此催化劑還是一種無毒材料。N-Fe-CNT/CNP在堿性電解質中展現出的穩定性和催化效能要高過鉑金催化劑，也高過其它種非稀有金屬催化劑，這其中就包括最新研發的VA-NCNT。N-Fe-CNT/CNP很可能取代鉑金催化劑，并在提高電池組效能方面起到無與倫比的作用。新型催化劑的發現，幫助科研人員找到了把碳納米結構材料和堿性燃料電池以及鋰/鋅空氣電池聯系起來的方法，極大程度上推動了實用性鋰/鋅空氣電池的研發工作，為電動汽車的發展奠定了動力源基礎。
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