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纳米石墨烯，作为一种低成本、环保、导电性优异且易于规模化合成的材料，在ORR领域备受关注。它有望取代昂贵的贵金属催化剂，为能源转换和储存系统降低成本。本文综述了纳米石墨烯在ORR应用中的基本化学和物理性质，以及缺陷、尺寸、掺杂等因素对其性能的影响。
一、纳米石墨烯的基本性质
纳米石墨烯具有独特的二维结构，使其在ORR中表现出优异的性能。其高效的电荷传输和优化的中间体吸附能力，为氧还原反应提供了良好的催化活性。
二、缺陷、尺寸和掺杂的魅力
1. 缺陷效应：纳米石墨烯中的缺陷部位可以改变电荷分布，提高催化活性。
2. 尺寸效应：不同尺寸的纳米石墨烯具有不同的电子结构和催化性能。
3. 掺杂效应：引入异原子掺杂，可以进一步优化纳米石墨烯的催化性能。
4. 协同效应：缺陷、尺寸和掺杂三者相互作用，共同提升纳米石墨烯的ORR性能。
作者：
Liqiang Mai，武汉理工大学首席教授。他在太原理工大学、桂林工学院和武汉理工大学完成学业，获得博士学位。曾在哈佛大学和佐治亚理工学院做研究。研究领域为纳米能源材料，获得多项荣誉，包括何梁何利基金科学与技术创新奖。
参考文献：
Bin Wu, et al. Structural Modulation of Nanographenes Enabled by Defects, Size and Doping for Oxygen Reduction Reaction. Angewandte Chemie International Edition, 2024. https://doi.org/10.1002/anie.202415071
信息来源：燃料电池学术前沿
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