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过去的十年中，碳基无金属电催化剂（C-MFECs）在电催化领域变得重要，该领域的启动得益于最初发现氮原子掺杂的碳可以作为碱性燃料电池中的无金属电极。

包括零维（0D）碳点、一维（1D）碳纳米管、二维（2D）石墨烯和三维（3D）多孔碳在内的各种无金属碳纳米材料，已在各种应用中表现出高电催化性能，包括清洁能源的生成和储存、绿色化学和环境修复。

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2024年7月25日，新南威尔士大学戴黎明院士团队在国际期刊Advanced Materials发表题为《Recent Advances on Carbon-Based Metal-Free Electrocatalysts for Energy and Chemical Conversions》的综述论文。

有效的合成方法，例如杂原子掺杂和物理/化学修饰，促进了C-MFECs的广泛应用。

这些方法能够合成具有电催化性能的催化剂，用于可持续的能量转化和储存（例如，燃料电池、锌-空气电池、锂-氧电池、染料敏化太阳能电池）、绿色化学生产（例如H₂O₂、NH₃和尿素），以及环境修复（例如，废水处理和CO₂转换）。

此外，通过先进的计算建模和机器学习技术，C-MFECs的理论研究取得了重大进展，揭示了电荷转移机制，为高效催化剂的合理设计和开发提供了依据。

这篇综述及时概述了C-MFECs开发的最新进展，涉及材料合成、理论进展、潜在应用、挑战和未来方向。

文献信息：Recent Advances on Carbon-Based Metal-Free Electrocatalysts for Energy and Chemical Conversions., 2024. https://doi.org/10.1002/adma.202405664

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