文章链接：https://doi.org/10.1039/D4NJ00219A
纤维素纳米纤维（CNF）是一种具有高比表面积的环保材料，是锌空电池（ZAB）中阴极催化剂的理想选择。然而，未经处理的基于 CNF的碳材料具有低内禀活性和较少的微介孔。在此，本课题组韦雨佳等人开发了一种由 CNF 和石墨相氮化碳（g-C3N4) 通过水热预处理和碳化过程。CNF可以作为气凝胶的骨架，导致互连的多孔结构，而g-C3N4保证原位 N 掺杂和更多纳米孔的形成。因此，由于成功的氮掺杂具有足够的石墨-N 和吡啶-N 活性位点 （69.1%） 和高比表面积（785.4 m2 g-1），所制备的碳气凝胶表现出优异的氧还原反应（ORR）和析氧反应 （OER）性能。带有碳气凝胶的组装 ZAB 可提供 790 mAh g-1的比容量能量密度为 945.6 W h kg−1具有 100 小时以上的长期稳定性。这项工作为将丰富的生物质有效转化为用于能源相关应用的双功能空气阴极开辟了一条新途径。
总结来说,本研究为开发适用的无金属低成本催化剂提供了一种有前途的策略，有望促进 ZABs 的开发研究和可再生生物质资的高值化利用。