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锌空气液流电池用氮硫共掺杂碳基空气电极的制备与性能研究
锌空气液流电池（Zn-Airflowbattery）作为一种高效、低成本的电化学储能设备，在能源储存和转换领域具有广泛的应用前景。然而，传统的碳基空气电极在电池运行过程中往往存在氧还原反应（ORR）活性低、循环稳定性差等问题。因此，研究开发具有优异氧还原反应活性和长循环寿命的碳基空气电极对于提高锌空气液流电池的性能具有重要意义。
氮硫共掺杂碳基空气电极因其具有丰富的孔结构、高比表面积和良好的导电性，在电池领域受到了广泛关注。氮硫共掺杂可以增加碳材料的导电性能，并提高氧还原反应的活性，而碳基材料的孔结构能够提供更多的电荷传输通道和活性位点，从而改善电极的催化性能。
本文基于上述背景，通过选择适当的碳前体材料，采用简单的热处理工艺，制备了氮硫共掺杂碳基空气电极。首先，选择富含氮和硫的前体材料，如氨基酸、硫化物等，然后通过高温热处理使其发生碳化和氮、硫原子的共掺杂。在热处理过程中，选择适当的温度和时间，对材料进行充分的热解和化学反应，从而使碳材料具有合适的孔结构和表面官能团。最后，通过形貌表征和电化学测试，评估氮硫共掺杂碳基空气电极的催化性能和稳定性。
实验结果表明，经过氮硫共掺杂的碳基空气电极具有较高的比表面积和孔容，同时具有良好的导电性能。电化学测试结果显示，此电极在碱性溶液中具有优异的氧还原反应活性，表现出较低的起始电位和较高的电流密度。此外，在长循环寿命测试中，氮硫共掺杂碳基空气电极表现出较好的循环稳定性和容量保持率，说明其具有良好的耐久性和长期稳定性。
本研究的结果表明，通过氮硫共掺杂的碳基空气电极可以有效提高锌空气液流电池的性能。未来的研究可以进一步优化氮硫共掺杂的碳基材料的制备方法，探索更多的前体材料和掺杂方式，以进一步提高碳基空气电极的性能，并实现其在实际应用中的推广和应用。