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燃料电池作为一种高效、环保的能量转化装置而备受关注。燃料电池阴极所用铂基催化剂价格昂贵,限制了其大规模应用。因此开发非贵金属催化剂具有重要意义。本文开发了一种成本低廉、性能优良的非贵金属催化剂,探讨了其催化机理,并组装了燃料电池进行实证。本文以葡萄糖、尿素和硝酸钴为前驱体,通过高温热处理,制备出一种含钴、氮的碳材料,具有催化氧还原活性。研究表明,在催化剂前驱体中添加纳米碳酸钙,可一步制备得到多孔碳催化剂。该催化剂的多孔结构显著提高了氧还原反应的极限电流密度。但是,纳米碳酸钙的加入导致了催化剂氮含量和