[01140739]新型钴基燃料电池的构建及其性能调控机制

生物传感在生物科技、医疗诊断、食品工业与环境监测等研究领域具有十分重要的意义,基于酶类或贵金属催化的葡萄糖生物传感器具有良好的选择性和较高的灵敏度,但存在制备成本高、使用寿命短等缺陷。因此,探索非酶/非贵金属的葡萄糖传感器受到了广泛的关注。无酶非贵金属的高性能生物传感器,可用于葡萄糖、过氧化氢等生物活性物质的高灵敏、高选择性检测。新型无酶/非贵金属燃料电池,突破了现有燃料电池需要酶或贵金属作催化剂的缺陷,为探索性能优异的廉价燃料电池提供了契机。 将Co或者CoO纳米粒子负载到不同纳米碳基底上,所形成的复合物对葡萄糖的氧化与氧还原都具有很好的催化作用,以复合物分别作为燃料电池的阴极和阳极,设计构建无酶/非贵金属的燃料电池装置,可极大提高电池的开路电压和最大功率密度。更为难能可贵的是,燃料电池表现出跟商用铂基材料所构建燃料电池相当的性能（J. Mater. Chem. A, 2016, 4, 17288–17298,Biosensors and Bioelectronics. 2016, 81 46–53,J. Mater. Chem. A, 2017, 5: 14763-14774）。 建立了制备氮掺杂的碳/碳纳米管包覆铁钴合金电催化材料（FeCo@NC,CoFe@NCNTs）的方法,该氮掺杂的碳包覆铁钴合金具有独特的纳米结构,还可作为替代铂,钌基的高效锌-空气燃料电池的空气阴极催化剂,能够极大地提高催化性能,增大电池的功率密度和能量密度（Electrochimica Acta, 2016, 220, 354–362, Nanoscale, 2016, 8, 20048–20055）。