sp2-C晶域

此外，研究团队还通过sp2-C晶域形成机制分析和密度泛函理论(DFT)计算提供了机理见解，揭示了增强的催化性能是由局部sp2-C晶域对活性炭位点电子态的轴向调节驱动的。

通过调控焦耳热过程的关键参数(升温速率和保温时间)，研究了焦耳热过程对sp2-C晶域形成的影响。

图3(f-h)显示，其他生物质碳(如竹炭、软木炭)经焦耳热处理后也表现出sp2-C晶域增加和ORR性能提升，但比表面积普遍下降。

显著的催化性能提升：通过轴向调控sp2-C晶域，降低了吡啶N和石墨N配置的电荷密度，显著提升了氧电催化性能，使催化剂在氧还原反应(ORR)和氧进化反应(OER)中展现出卓越的活性和稳定性，超越了商业Pt/C和RuO₂催化剂。

理论计算证实，sp2-C晶域通过轴向调控氮位点的电子结构，降低了反应能垒，从而提升催化活性。

图3(f-h)显示，其他生物质碳(如竹炭、软木炭)经焦耳热处理后也表现出sp2-C晶域增加和ORR性能提升，但比表面积普遍下降。

这项工作阐明了sp2-C晶域在通过焦耳加热过程加工的天然生物质衍生碳材料中的关键作用和形成机制。