DOI:10.1016/j.electacta.2020.136657

通过静电纺丝和碳化法合成了高度多孔的独立式NiCr双金属催化剂，并将其用作直接尿素/H2O2燃料电池的负极，以实现尿素的电氧化。结果表明，具有较高比表面积的煅烧NiCr催化剂的形态与电纺NiCr催化剂纤维的形态相同。40％（Cr/Ni）Cr掺杂会显著增加尿素氧化反应的氧化峰电流。碳纳米管的添加也大大增强了催化活性。利用合成催化剂（NiCr-CNT@C）作为独立式负极的直接尿素/H2O2燃料电池具有出色的性能，在80℃下，其最大功率密度为48.1 mW cm-2，开路电压为0.92 V。因此，高度多孔的独立式NiCr-CNT@C催化剂垫可用作尿素燃料电池中尿素氧化的有效负极材料。

图1.（a）具有不同Ni/Cr比的NiCr-CNT@C催化剂的XRD图谱和Ni6Cr4-CNT@C样品的XPS光谱，显示了（b）Cr 2p区和（c）Ni 2p区。

图2.Ni6Cr4-CNT-PAN前驱体的SEM图像（a），Ni6Cr4-CNT@C的SEM（b）、横截面FIB SEM（c）、TEM（d）和HR-TEM（e）图像，Ni6Cr4-CNT@C的C（g）、Ni（h）和Cr（k）EDS元素映射，以及相应的TEM图像（f）。

图3.NixCry-CNT@C样品在有/无0.33 M尿素的1 M KOH中的CV图，扫描速率为20 mV s-1（a-e）以及UOR相应的起始电势和峰值电流密度（0.62 V含0.33 M尿素）与Cr含量的函数关系。

图4.0.4 V下NiCr-CNT@C样品在1 M KOH和0.33 M尿素中的CA图。

图5.当频率为0.05 Hz至1 MHz时，在0.4 V下，NiCr-CNT@Cs在1 M KOH和0.33 M尿素溶液中的奈奎斯特图。

图6.（a）Ni6Cr4-CNT@C在1 M KOH和0.33 M尿素中的CV图，扫描速率为10至120 mV s-1，（b）在0.35至0.70 V的不同电位下，Ni6Cr4-CNT@C在添加或不添加尿素（0.33 M）的1 M KOH中的CA图。

图7.使用Ni6Cr4-CNT@C作为负极的DUHpFC的性能。（a）在20℃下KOH浓度（0.33 M尿素）的影响，（b）在20℃下尿素浓度（5 M KOH）的影响，（b）温度的影响（1 M尿素，5 M KOH），（d）含1 M尿素的5 M KOH溶液作为燃料，在80℃下以20 mA cm-2的放电电流密度对DUHpFC进行稳定性测试。

图8.使用Ni6Cr4-CNT@C作为负极的DUHpFC的奈奎斯特图，（a）在20℃下使用含1 M和3 M尿素溶液的5 M KOH作为负极电解液，以及（b）在开路电压下，当频率为0.01 Hz至1 MHz时，在不同温度下使用含1 M尿素的5 M KOH作为负极电解液。每个插图均在高频范围内显示放大的奈奎特图。