为处理化石燃料过度运用所引起的动力缺少和环境污染问题，燃料电池、电解水设备和金属空气电池等是决议这些设备功用的核心部件。现在的商业催化剂首要是贵金属（如Pt，Ir，Ru）资料。但是，贵金属贵重的价格及有限的储量大大约束了绿色动力器材的大规模运用。研讨者企图开发非贵金属催化剂来代替贵金属催化剂，但非贵金属催化剂缺少在严苛反响条件下的稳定性，乃至面对催化功率仍旧偏低一级问题。

  碳资料具有多种优势，包含高的地壳丰度，杰出的导电性，大的比表面积，以及在分子水平上的结构可调性，为低成本、高功用的无金属碳基电催化剂（C-MFECs）开发供给了可能性。自2009年氮掺杂碳纳米管被发现可作为杂原子掺杂的C-MFECs用于催化燃料电池阴极氧复原反响以来（Science2009, 323, 760），无金属碳基催化剂现已取得了繁荣的开展。本文首要总述最近几年（首要是自2015年以来）用于能量转化与贮存所触及反响的C-MFECs研讨进展，包含最新的本征催化活性位点调控（如，碳骨架中杂原子和缺点协同调控）；分级有序多孔结构、高度有序三维拼装结构、新式结构碳资料/复合资料的构建与组成；最近开展的催化机理；以及清洁动力存储和转化相关的运用（例如，N2/ NO3-复原反响，尿素组成，金属-CO2电池，Li-N2电池等）。还剖析了碳基无金属电催化范畴当时面对的挑战和未来的机会，为其在催化过程中的潜在运用供给一些前瞻性的见地。

  图2. （a）首个MOF衍生的N掺杂多孔碳用于氮气复原组成氨。（b）B, N双原子掺杂多孔石墨烯用于“Li-CO2”电池的催化电极。（c）碳纳米管用于全固态、可折叠“Li-CO2”电池。（d, e）N掺杂的碳管/石墨烯复合资料用于首个“K-CO2”电池。（f）根据碳布的首个“Li-N2”电池。（g）根据N, P共掺杂多孔碳资料的“Li-I2”电池。（h）根据活化炭黑电催化剂的“Zn-空”电池，绿色产电换的一起，制备高的附加价值的H2O2。（i）Si, N共掺杂的C-MFEC作为CO2RR和OER双功用催化剂用于全体CO2全分化。（j）可穿戴眼镜中的N, P-共掺杂碳多孔碳用于溶解氧的检测，以监测眼部健康。

  是Nano Research姊妹刊，(ISSN: 2791-0091; e-ISSN: 2790-8119; 官网:于2022年3月创刊，由清华大学曲良体教授和

  是一本世界化的多学科穿插，全英文敞开获取期刊，聚集纳米资料和纳米科学技术在新式动力相关范畴的前沿研讨与运用，对标世界尖端动力期刊，致力于宣布高水平的原创性研讨和总述类论文，已当选

  2022年度我国科技期刊杰出行动计划高起点新刊项目

  。2023年之前免收APC费用，欢迎各位教师积极投稿。投稿请联络：/p