绿色化工技术

本申请涉及镁电池技术领域，更具体地说，它涉及一种镁‑二氧化碳电池催化剂材料及制备方法。所述镁‑二氧化碳电池催化剂材料为氮掺杂的二维层状金属硼化物，其中二维层状金属硼化物为Mo4/3B2‑xTz、MoB、Cr2B2、Cr2B4、Cr4B6、Ni2B、WB、Ti2B2、Fe2B2、Mn2B2、(Mox,Cr1‑x)B、(Mox,W1‑x)B、(Fe2,Cr2‑x)B2，氮元素掺杂量为1wt.％‑30wt.％，所述镁‑二氧化碳电池催化剂材料制备方法是将MBenes、氮源作为原料，通过静电吸附使氮基官能团吸附在MBenes表面，经过后续的超声、干燥、退火，得到氮掺杂的MBenes催化剂，最后应用于水分辅助下的Mg‑CO2二次电池，水分辅助能够促进生成带结晶水的放电产物，势垒较低，易于分解。制得的氮掺杂MBenes催化剂，性能优异、制备简单，同时Mg‑CO2电池过电势极低，循环寿命长，是一种极具发展前景的固碳绿色能源。

推动新能源技术发展：该催化剂材料显著提升镁-二氧化碳电池的充放电效率，为新能源存储与转化提供高效解决方案，助力碳中和目标实现。

提高电池性能：通过优化催化剂结构，降低反应过电位，延长电池循环寿命，适用于航空航天、深海探测等极端环境能源供给。

促进二氧化碳资源化利用：将二氧化碳转化为电能或高附加值化学品，实现碳循环利用，推动绿色低碳技术产业化。

拓展非贵金属催化剂应用：该制备方法为低成本、高性能催化剂设计提供新思路，加速非贵金属材料在能源领域的替代进程。

1、由于本申请中氮掺杂的二维层状硼化物中氮元素掺杂量高，氮元素掺杂量可控，催化效率优异；

2、本申请在流动的水分辅助下，放电产物具有更大的吸附能，促进其生成与分解；

3、本申请所制备的氮掺杂的MBenes组装的Mg‑CO2电池过电势极低，放电容量高，循环寿命长；

4、本申请所制备的氮掺杂的MBenes组装的Mg‑CO2电池价格便宜，安全环保，易于大规模生产。