本篇论文深入研究了多级导电网络结构在钴酸镍电催化剂中对电催化氧还原反应(ORR)性能的影响,并探讨了其在直接甲醇燃料电池(DMFC)中的应用。研究中采用的氮掺杂碳负载Co1.29Ni1.71O4(NC/Co1.29Ni1.71O4)是通过一种两步法合成的,其中该两步法在材料制备过程中显得尤为关键。具体来说,两步法不仅包含材料前驱体的合成,还涉及精确的热处理过程,确保了Co1.29Ni1.71O4纳米片能够均匀分布在氮掺杂碳材料上,从而形成多级导电网络

这种多级导电网络的构建,被证明在提升电催化性能方面至关重要。在NC/Co1.29Ni1.71O4中,脲醛树脂基碳材料不仅充当三维导电网络的骨架,还为催化剂提供了坚实的负载基础。同时,Co1.29Ni1.71O4纳米片表面吸附的导电炭黑进一步增强了电子传输能力,从而显著提高了整体的电催化活性。

为了验证这一材料在DMFC阴极催化剂中的实际应用效果,论文中进行了电池性能测试。测试结果显示,使用NC/Co1.29Ni1.71O4作为阴极催化剂时,电池的最大输出功率密度达到了7.4 mW/cm²,相比仅使用Co1.29Ni1.71O4作为阴极催化剂时的1.9 mW/cm²,有了显著的提升。NC/Co1.29Ni1.71O4催化剂在测试中还表现出更低的电池内阻(0.26Ω·cm²),而使用普通Co1.29Ni1.71O4时的内阻为0.79Ω·cm²。这些结果表明,NC/Co1.29Ni1.71O4在DMFC中的表现优于传统的Co1.29Ni1.71O4催化剂

为了进一步了解相关的研究进展,可以参考石墨烯基电催化剂的合成与燃料电池性能研究直接甲醇燃料电池阳极催化剂的研究进展等相关文章,这些内容详细介绍了不同类型催化剂的合成方法和应用领域,有助于扩展对该领域的理解。