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摘 要：日本东北大学、北海道大学等宣布，通过利用海洋和畜牧业废弃物，成功合成了一种适用于各种电池催化剂且引入了各种杂原子的 “纳米血炭”，此次采用的合成方法有望成为通过复合生物质材料的特性来实现高性能和高功能碳材料的新方法。
关键字：电池催化剂、纳米血炭、杂原子掺杂碳、合成方法、氧还原反应
近日，日本东北大学、北海道大学、宫城大学、AZUL Energy株式会社宣布，着眼于将工业废弃物海鞘壳中所含的纤维素纳米纤维（CNF）碳化后能够得到品质优良的碳以及畜牧业的废弃血液中含有血红素铁、氮和磷等元素，通过混合和烧制这些物质，合成了适用于各种电池催化剂且引入了各种杂原子的 “纳米血炭”。
血炭通过将动物的血液洒在炭上并对炭进行烧制而成。通过炭所具有的吸附能力，以及烧制时混入的血红素铁等来自血液的杂原子成分所带来的催化作用，血炭已被用作漂白剂等。在现代，引入了杂原子的碳材料（杂原子掺杂碳）也被用作有用的碳材料。其中，在碳网格表面引入由氮（N）或磷（P）以及铁（Fe）通过四个吡啶环络合而成的FeN4结构的碳可以催化各种各样的电化学反应，有望用作电极催化剂。
例如，氧还原反应（ORR）是燃料电池或金属空气电池的正极在放电时的反应，而作为ORR的逆反应的析氧反应（OER）是以锂空气电池为代表的金属空气二次电池在充电时的反应。然而，现有的ORR和OER催化剂大多需要使用稀有金属，存在成本高且资源受限等问题。因此，近年来，杂原子掺杂碳作为一种替代催化剂而备受关注。