对于各种储能与转化系统（如金属电池和燃料电池），发展高性能、廉价、稳定的氧还原反应（ORR）电催化剂以替代铂基材料是至关重要的。这里通过二氧化碳活化过程，成功制备了具有不同形貌（颗粒、纳米线和纳米带）的三种分级多孔氮掺杂碳纳米结构。研究发现，通过改变聚吡咯前驱体的形貌，可以显著改善氮掺杂多孔碳的多孔性和催化性能。其中，具有纳米带形貌的氮掺杂碳纳米结构具有最高的比表面积（m2g-1），在氧气饱和的KOH电解液中显示出最佳的ORR活性，最大的电子转移数（3.67）和最正的起始电位（0.86Vvs.RHE）。TiAl（0.86V对RHE）在氧饱和水溶液中（0.1μm）。如此增强的ORR性能可以归因于氮掺杂、分级多孔结构以及大的比表面积。
Figure1.制备PNCP，PNCW，PNCR的示意图。
Figure2.（a）ppy颗粒，（b）PNCP，（c）ppy纳米线，（d）PNCW，（e）ppy纳米带，（f）PNCR的SEM图。其中的插图是（a）ppy颗粒，（b）PNCP，（c）ppy纳米线，（d）PNCW，（e）ppy纳米带，（f）PNCR的TEM图。
Figure3.（a）PNCP，PNCW，PNCR的XRD图；（b）PNCR的XPS总谱；（c）PNCP，PNCW，PNCR的N1sXPS分谱；（d）PNCP，PNCW，PNCR中三种N的百分比。
Figure4.（a）PNCP，（b）PNCW，（c）PNCR在氮气或氧气饱和下的KOH水溶液中的CV曲线；（d）PNCP，PNCW，PNCR，5%Pt/C和20%Pt/C在5mVs-1扫速下rpm转速下的LSV曲线。
Figure5.（a）PNCR和20%Pt/C的计时电流响应；（b）加入3.0M甲醇后PNCR和20%Pt/C的计时电流响应。
该研究工作由中国科学院纳米系统与多级次制造重点实验室的韩宝航研究员课题组于年发表在Carbon期刊上。原文：Nitrogen-dopedandnanostructuredcarbonswithhighsurfaceareaforenhancedoxygenreductionreaction（doi.org/10./j.carbon..10.）
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