化石燃料的枯竭和严峻的生态环境大大刺激了清洁可持续能源装置的研发。具有高能量密度的可充电金属空气电池是为电动汽车和便携式消费电器供电的最有前途的技术之一。在可充电金属空气电池中,氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)是分别对应放电和充电过程的的两个基本过程,决定了可充电金属空气电池的性能。因此,开发高效双功能电催化剂是研发高效可充电金属空气电池的核心和关键之一。燃料电池是能够将化学能转化为电能而不燃烧的能量转换装置。事实上,燃料电池阴极上的ORR反应比阳极反应慢了几个能量级,大大限制了燃料电池的发展。到目前为止,铂(Pt)被认为是最有效的ORR催化剂。开发非贵金属催化剂具有十分重要的意义。多孔碳具有高表面积和高稳定性的优点,是被看好的电催化剂材料之一。生物质是富含丰富有机质的生物材料,丰富的杂原子含量使生物质成为电催化剂的可能原料。实际上,已经有很多研究使用生物质作为前驱体来制备电催化剂。本文的主要内容为采用生物质原料头发,制备双功能电催化剂。生物质头发是一种生物质有机废物,含有丰富的氮和硫。我们采用生物质头发为原料,通过掺杂二次碳源/氮源,经由预处理、活化和高温热解过程制备了 N掺杂的多孔碳材料。二次碳源/氮源可以提高材料的含氮量和改善孔径分布。无金属多孔碳材料H-Carbon-G-U 显示了可与20%商业Pt/C相比的ORR催化活性和更好的稳定性。通过掺杂过渡金属,我们制备了 Fe/Fe2C@H-Carbon-GU材料,材料含有Fe和Fe2C纳米粒子。材料表现出比20%商业Pt/C更大的起始电位和半波电位。反应过程转移电子数接近4。除此之外此外,材料表现出良好的OER活性。因此,Fe/Fe2C@H-Carbon-GU是性能良好的双功能电催化剂材料。