非铂、低铂燃料电池催化剂的研究进展
水电解制氢阴极低铂催化剂、阳极低钌催化剂,燃料电池氧还原低铂催化剂
水电解制氢阴极低铂催化剂、阳极低钌催化剂,燃料电
池氧还原低铂催化剂
在燃料电池中，氢气和氧气在催化剂的作用下产生化学反应，释放出能量和水，成为一种高效、清洁的能源选择。
然而，传统的燃料电池中使用的催化剂往往含有大量的贵金属，如铂和钌，造成了成本高昂和资源浪费的问题。
因此，研究开发低成本、高效的催化剂成为了燃料电池领域的重要研究方向。
近年来，研究人员开发出了一系列水电解制氢阴极低铂催化剂和阳极低钌催化剂，以及燃料电池氧还原反应（ORR）低铂催化剂，在减少贵金属使用的同时实现
催化效率的提高。
水电解制氢阴极低铂催化剂通常采用碳材料负载的铂纳米粒子作为催化剂，在优化催化剂的表面形态和晶格结构等方面进行改进，如采用异丙醇还原法制备高晶质度铂纳米粒子，并通过表面改性等手段提高其催化活性和稳定性，使其具备较高的催化性能。
阳极低钌催化剂则采用铑钌合金或铁镍钴等低成本的过渡金属作为催化剂，通过改变催化剂的晶格结构和电子结构等方式，提高催化剂的活性和稳定性，从而实现催化反应的高效进行。
燃料电池氧还原反应（ORR）低铂催化剂则采用过渡金属氮化物、碳材料负载
的铁、钴等金属作为催化剂，通过合成方法和表面改性等手段，提高催化剂的活
性和耐久性，从而实现在低铂甚至无铂条件下，实现催化效率的提高和长时间的催化稳定性。
总之，低成本、高效的催化剂的开发对于推动燃料电池技术的进一步发展和推广具有重要意义。
质子交换膜燃料电池催化剂的研究
质子交换膜燃料电池催化剂的研究一、综述质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种高效的能源转化设备，在便携式电子设备、电动车辆和固定式电站等领域有着广泛的应用前景。
其催化剂的性能是影响电池性能的关键因素之一，因此开发高效、稳定的催化剂对于提高PEMFC的性能至关重要。
质子交换膜燃料电池的催化剂主要分为阳极和阴极两种类型。
阳极催化剂主要负责氧化有机物质，将电子传递到外部电路；而阴极催化剂则负责回收质子，将电子传递到氧气。
市场上的PEMFC催化剂主要是铂基催化剂，但由于其价格昂贵和对硫等毒物的敏感性，限制了其在大规模应用中的推广。
为了提高催化剂的安全性和稳定性，研究者们从多方面进行了深入研究。
在催化剂载体方面，通过改变载体的物理性质，如孔径分布、比表面积等，可以有效地调节催化剂的电子结构和活性位点分布，从而提高催化剂的性能。
在催化剂的组成方面，除了进一步提高铂基金属纳米粒子的分散度和稳定性外，还可以通过引入其他金属元素或非金属元素来优化催化剂的组成，以达到提高催化活性和稳定性的目的。
新型催化材料的探索也是当前研究的热点之一。
一些非铂催化剂，如过渡金属硫族化物、氮化物等，因其具有与铂类似的催化活性和良好的储氧能力，引起了广泛的关注。
虽然这些新型催化材料的制备方法、催化机理和性能等方面还存在一定的问题，但随着研究的深入，有望成为新一代的PEMFC催化剂。
通过对质子交换膜燃料电池催化剂的综述，我们可以看到催化剂的性能直接影响到电池的性能和安全。
发展高效、稳定、安全的催化剂是PEMFC领域的重要研究方向。
随着新材料、新方法的不断涌现，我们有理由相信质子交换膜燃料电池的催化剂将会取得更大的突破，为推动能源转换和环境保护做出更大的贡献。
1.1 燃料电池简介当前，在众多研究和应用领域中，PEMFC主要被应用于交通运输工具（如汽车、公共汽车和卡车等）以及便携式电源（如笔记本电脑、手机和摄像机等产品）。
PEMFC的核心组件包括阳极、阴极和质子交换膜。
燃料电池的基本工作原理及主要用途
简述燃料电池的基本工作原理及主要用途1.燃料电池的工作原理燃料电池是一种按电化学原理，即原电池的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的能量转换装置。
其单体电池是由电池的正极(即氧化剂发生还原反应的阴极)、负极(即还原剂或燃料发生氧化反应的阳极)和电解质构成，燃料电池与常规电池的不同之处在于，它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐内，不受电池容量的限制，工作时燃料和氧化剂连续不断地输入电池内部，并同时排放出反应产物。
以磷酸型燃料电池为例，其反应式为：燃料极(阳极) H2→2H++2e-空气极(阴极) 1／2O2+2H++2e-→H2O综合反应式H2+1／2O2→H2O以上反应式表示：燃料电池工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气)，燃料(氢)在阳极被分解成带正电的氢离子(H+)和带负电的电子(e-)，氢离子(H+)在电解质中移动与空气极侧提供的O2发生反应，而电子(e-)通过外部的负荷电路返回到空气极侧参与反应，连续的反应促成了电子(e-)连续地流动，形成直流电，这就是燃料电池的发电过程，也是电解反应的逆过程。
2. 燃料电池的应用2.1能源发电燃料电池电站的每一套设备都包括了一整套采用天然气发电的电力系统。
分为以下几个分单元：①燃料电池组②燃气制备③空气压缩机④水再生利用⑤逆变器⑥测量与控制系统。
燃料电池组产生的直流电通过逆变器转换成电力系统所需的交流电。
各国工业界人士普遍对于燃料电池在发电站的应用前景看好。
2.2汽车动力目前，各国的汽车时用量均在不断增加，其排放的尾气已成为城市环境的主要污染源之一，特别是发展中国家，由于环境治理的力度不够，这一问题更加突出。
于是人们要求开发新型的清洁、高效的能源来解决这一问题。
质子交换膜燃料电池的出现，解决了燃料电池在汽车动力成本和技术方面存在的若干问题，使燃料电池电动车的开发和使用成为可能。
这种电池具有室温快速启动、无电解液流失、水易排出、寿命长、比功率与比能量高等特点，适合做汽车动力，是目前世界各国积极开发的运输用燃料电池。
法国研制超低铂含量的燃料电池电极
法国研制超低铂含量的燃料 电池 电极 该研究是在奥尔 良大学的格雷米实验室进行的， 利用磁控溅射技术 ， 将铂喷射到其 ＥＴｋ ． ｅ 气 体扩 散层上 。 铂的粒径 、 沉积结构及铂的重新分配都有利于氢气氧化还原反应效率的提高。 质子交换 膜燃料 电池电极铂的用量如此之少，并且达到了 ４０ Ｗ／ ２ ０ｍ ｃ 。利用 Ｎａｏ ２２与 Ｎ ｆ ｎ ｌ ｍ ｉ ｔｎ １ ａ ｏ ｔ５ ｉ 膜 分别 做实 验 ，相应 的燃料 电池 的 能量密 度达 到 了 ０４４．５ ／ 。 ． １ Ｗｒｍ － ２ ｃ 除 了性能的改进，这项技术成本低，易于工业化生成 ，对燃料电池有着促进作用。该项 技术制造的第一批产品将被命名为 “ Ｐ Ｌ ” Ｔ ２ ２ ，铂的含量为 ２ ｇ ｍ 。 ０／ ２ ｃ
史性 跨越 。
２ ６
研 究小组 利用 这种 新型 复合材 料制 造 出直径 １ ｒｍ、长 ５ １ｃ 的原型 神经 导 管，并 进 ． ５ ａ ￣ ５ｍ 行 了 比较测试 。结 果表 明 ，壳 聚糖聚 酯 无论 是在 干燥还 是 潮湿 的环境 下 ，都表 现 出稳定 的强 度 、弹性 和 耐压性 。在 类似 于人 体 内部 的潮 湿环 境 中 ，壳聚 糖 聚酯 导管 的抗 拉 力是 乳酸． 羟 基 乙酸共 聚物 制成 的导 管 的两倍 ，是胶 原 蛋 白导管 的八倍 。 这种 新型 复合材 料 不仅 可用于 神经 导 管的制 造 ，在 医用 辅 料 、心脏 移植 、肌 腱 、韧带 、 软骨、肌 肉修复以及其他生物医学领域都具有广泛的应用前景。
我国拥有了具 自主知识产权的新一代 电解技术 中国有色 金属 工业协 会 在 中国铝业 公司郑 州研 究院 召开科 技成 果鉴 定会 ，对郑研 院 “ 新 型结构电解槽工业试验研究” 科技成果进行 了鉴定， 一致认为：新型结构电解槽技术的开发 和工业试验的成功， 标志着我国铝 电解槽技术研究取得了革命性的重大突破， 使我国拥有 了 具有 自主知识产权的世界领先的新一代电解技术， 支撑我国由铝工业大国向铝工业强国的历
碱性直接醇燃料电池非铂阳极催化剂
研 究论 文 ：８ ０ ７ ７ ～８ ４
碱 性 直 接 醇燃 料 电池 非铂 阳极 催 化 剂
陈酉 贵 ， 庄 林 ， 陆君 涛
（ 汉 大 学化 学 与分 子科 学 学 院 ，湖 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 武 ３０ ２
摘 要 ：以纳 米 Ｐ ， ｄＲ ， ｕ和 Ａ — ｕ为 碱 性 直 接 醇 燃 料 电池 非 Ｐ 阳极 催 化 剂 ， 察 了其 对 甲醇 、 ｄ Ｐ —ｕ Ａ ｕＲ ｔ 考 乙醇 和 乙二 醇 的 电 氧 化 性 能 ． 果 表 明 ，Ｐ 结 ｄ在 酸 中 对 醇 电 氧 化 的催 化 活性 很 低 ， 在碱 中 表 现 出 较 高 的催 化 活性 ， 波 电势 约 为 ０４Ｖ（ＳＲＨ ） 但 起 ． ＇ Ｅ ；引 Ｕ 入Ｒ ｕ助 催 化 剂 后 ， 波 电势 负 移 约 ０ １ Ｐ — ｕ 乙醇 的 电 氧化 表现 出很 高 的活 性 ， ０ ３ 起 ．５Ｖ； ｄＲ 对 在 ． ～０ ４Ｖ 电 势 范 围 内 其 活 性 为 ． Ｐ— ｕ的 ４倍 ． ｕ在 酸 中几 乎 不 催 化 醇 类 分 子 的 电 氧 化 ， 在 碱 中表 现 出一 定 的 催 化 活 性 ， 高 于 ０ ６Ｖ（ Ｓ Ｅ 的 电 势 范 ｔ Ｒ Ａ 但 在 ． ． Ｕ ＲＨ ）
Ａｎ ａ ｏ ｉ ｃ ｒｅ ｔ ｆａｃ ｈ ｌ ｘ ｄ ｔ ｎ ｃ ｎ ｂ ｂｅ ｖ ｄ ｉ ｌａｉｅａ ｏｅ ｔ ｌ ｐ ｓ ｉｅ ｔａ ６ Ｖ （ ＳＲＨＥ） ｎ ｄｃ ｕ ｒｎ ｌ ｏ ｉａｉ ａ ｅｏ ｓｒ ｅ ｎａｋ ｌ ｔｐ ｔｎ ｉ ｓ ｏ ｉｖ ｈ ｎ０． ｏ ｏ ｏ ｏ ｎ ａ ｔ ＇ Ｕ ．
围 内可 观 察 到 醇 氧 化 阳极 电流 ． ｕＲ Ａ — ｕ的催 化 活性 高 于 Ａ ， 起 波 电势 没 有 明 显 负 移 ， 可能 表 明 当 电势 不 足 够 正 时 醇 分 子 ｕ 但 这
燃料电池铂催化剂替代技术
燃料电池铂催化剂替代技术1. 概述燃料电池作为一种新兴的清洁能源技术，具有高能效、无污染、低噪音等优点，被广泛应用于交通运输、能源储备等领域。
然而，燃料电池的大规模商业化仍面临着一个重要问题，那就是铂催化剂的昂贵和稀缺性。
因此，寻找替代铂催化剂的技术至关重要。
2. 替代技术的研究进展2.1. 非铂过渡金属催化剂非铂过渡金属催化剂是目前替代铂催化剂的主要研究方向之一。
这些催化剂具有较低的成本和丰富的资源，可以有效降低燃料电池的制造成本。
常见的非铂过渡金属催化剂包括钴、镍、铁等。
然而，这些催化剂在活性和稳定性方面仍存在一定的挑战，需要进一步的研究和改进。
2.2. 金属氮化物催化剂金属氮化物催化剂是另一个备受关注的替代技术。
金属氮化物具有优异的电化学性能和较高的催化活性。
例如，过渡金属氮化物催化剂可以提供与铂催化剂相当甚至更好的催化活性。
然而，金属氮化物的合成工艺和稳定性仍需要进一步改进和研究。
2.3. 生物质催化剂生物质催化剂是一种环境友好、可再生的替代技术。
通过提取和转化生物质中的天然产物，可以制备具有催化活性的物质。
生物质催化剂可以降低催化剂的成本，并减少对稀有金属的需求。
然而，目前生物质催化剂的催化活性和稳定性仍需要进一步提高。
3. 替代技术的挑战与展望3.1. 催化剂活性和稳定性替代技术的关键挑战之一是催化剂的活性和稳定性。
铂催化剂在催化反应中表现出优异的活性和长期稳定性，因此替代铂催化剂必须具备相似的性能才能在实际应用中取得成功。
3.2. 制备工艺替代技术的另一个关键挑战是开发出能够大规模制备替代催化剂的工艺。
目前，许多替代催化剂的合成方法仍不够成熟，且缺乏可扩展性。
因此，需要进一步研究和探索高效、低成本的制备工艺。
3.3. 综合性能优化替代技术的发展还需要综合考虑催化剂的各项性能。
除了活性和稳定性外，催化剂的选择还应考虑与其他组件的相容性、导电性能等因素，以实现最佳的燃料电池性能。
4. 结论燃料电池铂催化剂的替代技术研究已经取得了一定的进展，但仍面临诸多挑战。
现代化工研究进展论文
燃料电池电催化剂研究综述摘要催化剂是燃料电池的关键材料之一，其性能的好坏决定燃料电池的使用性能和使用寿命。
近些年来，科学工作者在提高电催化剂性能和降低铂催化剂使用量方面做了大量的研究工作。
本文对低铂催化剂和非铂催化剂的研究进展进行了综述。
关键词：燃料电池；低铂催化剂；非铂催化剂；钯催化剂19世纪是蒸汽机时代，20世纪是内燃机时代，21世纪将是燃料电池的时代。
近年来，随着能源危机的加剧，燃料电池作为一种绿色的新能源受到越来越多的关注，美国《时代周刊》曾将燃料电池技术列为21世纪的高科技之首。
我国科技中长期计划中，多处把燃料电池放在重要的发展方向上。
燃料电池技术被认为是解决现在能源问题的很有希望的途径之一。
1 燃料电池的特点燃料电池之所以受世人瞩目，是因为它的不可比拟的优越性，主要表现在效率、安全性、可靠性、清洁度和良好的操作性能等几个方面[1]。
（1）能量转换效率高。
它的能量转换效率不受卡诺循环的限制，不存在机械能做功造成的损失。
与热机或发电机相比，能量转换效率极高，汽轮机转换的效率最大值为40-50%，热机带动发电机时效率为35-40%，而燃料电池的效率达60-70%，理论转换效率达90%，实际使用效率是内燃机的二至三倍。
（2）发电环境友好。
对于氢电池而言，发电后的产物只有水，可实现真正的零排放。
在航天系统中可生成水，供宇航员使用，液氧系统可作为供应生命保障的备用品。
燃料电池按电化学原理发电，不经过热机的过程，不会产生传统方式中常见的二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等污染物。
如果采用太阳能光解制氢，可完全避开温室气体的产生。
燃料电池工作安静，适用于潜艇等军事系统的应用。
（3）模块结构，方便耐用。
燃料电池发电系统由各单电池堆叠至所需规模的电池组构成，电池组的数量决定了发电系统的规模，各个模块可以更换、维修方便、可靠性高。
（4）响应性好，供电可靠。
燃料电池发电系统对负载变动的响应速度快，故无论出于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行，它都能承受且效率变化不大。
质子交换膜燃料电池的研究开发及应用新进展
收稿日期:2002201207 作者简介:王凤娥(1972—),女,内蒙古自治区人,工程师,硕士,主要研究方向为信息调研。
Biography :WAN G Feng 2e (1972—),female ,engineer ,master.质子交换膜燃料电池的研究开发及应用新进展王凤娥(北京有色金属研究总院,北京100088)摘要:介绍了国内外研究质子交换膜燃料电池的整体现状及水平,从电催化剂、膜电极及其制备工艺、质子交换膜以及双极板等几个方面,综述了质子交换膜燃料电池在材料及部件方面取得的成绩及研究现状,概述了质子交换膜燃料电池目前在电动车、船舶、移动电源等方面的应用情况。
提出了我国质子交换膜燃料电池的发展方向。
关键词:质子交换膜燃料电池;电池材料;部件;研究开发中图分类号:TM 911.4 文献标识码:A 文章编号:10022087X (2002)0520383205State 2of 2arts of re search ,development and application ofproton exchange membrane fuel cellWAN G Feng 2e(General Research Instit ute f or Non 2f errous Metals ,Beiji ng 100088,Chi na )Abstract :Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC )is the clean energy with high efficiency.It has wide ap 2plication prospect in stationary power supply ,portable power supply ,special power source for military ,and es 2pecially in electric vehicle (EV )as driving power.The comprehensive state 2of 2arts of research on PEMFC at home and abroad are introduced according to the R &D about it in recent years.The advances and status of re 2search on materials and assemblies for PEMFC are also reviewed from the point 2of 2view of electrocatalyst ,mem 2brane electrode and its fabricating technology ,proton exchange membrane ,current collector ,etc.Moreover ,the application status of PEMFC in EV ,ship and portable power supply is summarized ,and the developing trend of PEMFC in China is presented.K ey w ords :proton exchange membrane fuel cell (PEMFC );material of fuel cell ;assembly ;R &D 燃料电池是一种将氢燃料和氧化剂之间的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。
全球 燃料电池 质子交换膜 最低铂载量 kw
全球燃料电池质子交换膜最低铂载量kw燃料电池作为一种清洁高效的能源转换技术，受到了全球范围内的广泛关注和研究。
其中，质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，简称PEMFC）因其高效、低污染的特点，成为了燃料电池中的热点之一。
在提高燃料电池性能和降低成本的过程中，研究人员不断探索着如何降低质子交换膜中的铂载量，以实现更高的能量转换效率和更低的成本。
本文将从全球范围内的研究现状和未来发展趋势出发，深入探讨质子交换膜燃料电池中的最低铂载量和功率密度之间的关系。
1. 全球燃料电池研究现状全球范围内，燃料电池的研究和应用正在蓬勃发展。
美国、日本、德国等国家在燃料电池领域拥有较为成熟的技术和产业链，不断推动着燃料电池技术的进步和商业化进程。
与此我国作为世界上最大的燃料电池市场之一，也在积极推动燃料电池技术的发展和应用。
在这一背景下，燃料电池质子交换膜的研究和应用也日益受到重视。
2. 质子交换膜最低铂载量的意义质子交换膜燃料电池中的铂是一种昂贵的催化剂材料，占据了成本的很大比例。
降低质子交换膜中的铂载量，可以有效降低燃料电池的制造成本，提高商业化应用的可行性。
基于环保和可持续发展的考虑，减少对铂等稀有资源的依赖也是燃料电池研究的重要方向之一。
研究质子交换膜最低铂载量对于提高燃料电池的能源转换效率、降低成本、减少对稀有资源的依赖具有重要意义。
3. 质子交换膜最低铂载量与功率密度的关系研究表明，质子交换膜中的铂载量与燃料电池的功率密度之间存在着一定的关系。
较低的铂载量可以降低燃料电池的制造成本，提高商业化的可行性，但同时也会影响燃料电池的功率密度。
研究人员需要在降低铂载量的同时保证燃料电池的稳定性和性能。
另随着科技的发展和研究的深入，质子交换膜燃料电池的铂载量逐渐降低，功率密度逐渐提高的趋势也变得更加明显。
未来，随着更多新材料和技术的应用，质子交换膜最低铂载量和功率密度之间的关系将变得更加紧密。
新型能源催化剂的研究进展
新型能源催化剂的研究进展近年来，全球温室气体排放趋势呈现上升趋势，环保成为一个备受关注的话题。
而新型能源催化剂的研究，代表着现代能源技术的最新进展之一。
本文将介绍新型能源催化剂研究的发展历程、现状及展望。
发展历程新型能源催化剂研究起源于1970年代的燃料电池技术，属于分子尺度化学的范畴。
而催化反应的本质是通过降低反应活化能来加速化学反应的过程，成为人们利用能源原料的有效途径。
燃料电池技术中，催化剂可以促进氢氧化物的电解，产生电能。
而在汽车和工业等领域，催化剂可以促进燃料和氧气的反应，实现高效率的能量转换，同时大大减少温室气体等有害物质的排放。
新型能源催化剂研究的发展离不开纳米技术、化学合成技术、计算机模拟技术等的支持，它们使催化剂的制备、表征和性能测试更加精细、高效、深入。
催化剂的理论研究和实验研究也形成了互相支持、循环发展的格局。
现状目前，新型能源催化剂已经应用于多个领域。
在燃料电池领域，铂基催化剂已成为电堆中最常见、最有效的催化剂之一。
但是铂的生产成本在过去几年里一直在攀升，而且铂基催化剂在制备和使用过程中都存在一些困难。
为了解决这些问题，研究者们开始寻找替代铂的新型催化剂。
其中最重要的一类就是非贵金属催化剂。
由于非贵金属催化剂成本低、储量丰富且不会引起环境问题，因此受到越来越多的关注。
最近的研究还包括了蛋白质酶、有机小分子化合物等非金属催化剂。
例如，质子交换膜燃料电池中氧还原反应催化剂的研究方向已经从Pt/C转向了非贵金属复合物催化剂。
在化学催化领域，金属有机框架催化剂、共价有机催化剂等新型催化剂的研究也在快速发展，它们在催化剂设计和合成方面都有创新性。
展望尽管新型能源催化剂已经有很多成果，但是仍存在着很多问题和挑战。
未来的研究方向包括提高催化剂的选择性、稳定性和活性，同时也要考虑催化剂的适用范围和经济性。
继续推进对新型催化剂的基础理论研究，并与工程实践相结合，将是新型能源催化剂研究的未来发展方向。
燃料电池的催化剂研究进展
燃料电池的催化剂研究进展在当今能源领域，燃料电池作为一种高效、清洁的能源转换装置，正受到越来越广泛的关注。
而催化剂在燃料电池的性能提升和广泛应用中起着至关重要的作用。
本文将详细探讨燃料电池催化剂的研究进展。
燃料电池的工作原理是通过化学反应将燃料（如氢气、甲醇等）和氧化剂（通常为氧气）的化学能直接转化为电能。
在这个过程中，催化剂能够加速反应的进行，降低反应的活化能，从而提高电池的性能和效率。
对于质子交换膜燃料电池（PEMFC）来说，铂（Pt）基催化剂一直是研究的重点。
铂具有出色的催化活性，能够有效地促进氢氧化反应（HOR）和氧还原反应（ORR）。
然而，铂是一种稀缺且昂贵的金属，这极大地限制了燃料电池的大规模商业化应用。
因此，如何减少铂的用量，同时保持甚至提高其催化性能，成为了当前研究的关键问题之一。
一种常见的策略是通过减小铂纳米颗粒的尺寸来增加其比表面积，从而提高铂的利用率。
研究表明，当铂纳米颗粒的尺寸减小到一定程度时，其催化活性会显著提高。
此外，将铂与其他金属（如钯、铑、钌等）形成合金，也可以改善其催化性能。
合金化不仅能够调节催化剂的电子结构，还可以提高其抗中毒能力和稳定性。
除了对铂基催化剂进行优化改进，非铂催化剂的研究也取得了一定的进展。
过渡金属氮化物、碳化物以及过渡金属氮碳（MNC）复合材料等都被认为是具有潜力的非铂催化剂。
其中，MNC 复合材料由于其良好的 ORR 催化活性、成本低廉以及稳定性较好等优点，成为了研究的热点之一。
在催化剂的载体方面，碳材料（如碳纳米管、石墨烯等）因其优异的导电性、大的比表面积和良好的化学稳定性，被广泛应用于燃料电池催化剂的载体。
此外，金属有机框架（MOFs）衍生的碳材料也引起了研究者的关注。
MOFs 具有高度有序的孔结构和可调节的化学组成，通过热解处理可以得到具有独特结构和性能的碳材料，为催化剂提供更好的支撑和分散。
为了进一步提高催化剂的性能，还需要对其微观结构和表面性质进行精确调控。
燃料电池非贵金属催化剂
非贵金属催化剂在燃料电池领域中有着广泛的应用。
这种催化剂通常由过渡金属和碳材料组成，例如铁、镍、钼等，具有成本低、易获取的特点。
与贵金属催化剂相比，非贵金属催化剂的活性和稳定性还有待提高。
在非贵金属催化剂中，过渡金属和氮共掺杂碳（M-N-C，M=Fe、Co、Mn等）催化剂在酸性介质中表现出较好的氧还原（ORR）活性，因此在燃料电池领域受到广泛研究。
这些
催化剂中，以Fe-N-C类催化剂最具潜力，其在碱性条件下接近甚至优于Pt基催化剂的性能。
制备非贵金属催化剂的方法中，模板法是一种常用手段。
例如，中科大采用氨气辅助策略，完成从吡啶N到吡咯N配位的化学构型转化，从而成功制备出高纯度吡咯型FeN4位
点ORR电催化剂（HP-FeN4）。
总体而言，非贵金属催化剂具有成本低、易获取的优势，且部分性能可媲美甚至超过贵金属催化剂，因此是燃料电池领域的研究热点和发展方向。
然而，非贵金属催化剂的活性和稳定性仍需进一步提高，同时其制备方法也有待进一步优化。
质子交换膜燃料电池催化剂纳米铂材料研究进展
2020年11月 贵 金 属 Nov. 2020第41卷第4期Precious MetalsV ol.41, No.4收稿日期：2019-09-15基金项目：国家自然科学基金项目(51576201)；广东省自然科学基金研究团队项目(2015A030312007)；东莞市引进创新科研团队项目(201460710200034)；中国科学院可再生能源重点实验室基金项目(Y807j41001)；STS 区域重点项目(KFJ-STS-QYZD-2021-02-003)第一作者：王志达，男，博士，副研究员，研究方向：纳米材料、PEMFC 低铂载量催化剂。
E-mail ：************** *通讯作者：闫常峰，男，博士，研究员，研究方向：氢能基础及应用相关研究。
E-mail ：*************质子交换膜燃料电池催化剂纳米铂材料研究进展王志达1，甘 源1，闫常峰1 *，刘光华2(1. 中国科学院广州能源研究所 中国科学院可再生能源重点实验室 广东省新能源和可再生能源 研究开发与应用重点实验室，广州 510640；2. 百大新能源股份有限公司，广东 东莞 523808)摘 要：提高活性、降低贵金属担载量是质子交换膜燃料电池(PEMFC)催化剂的重点研究内容，纳米铂材料是提高阴极氧还原反应(ORR)活性的核心研究方向之一。
基于对104篇文献的分析，综述了纳米铂颗粒的粒径、晶面和形貌对催化剂的活性和寿命的影响，以及纳米铂合金的成分和核-壳结构等因素对催化性能的影响。
分析现有方法技术的优点和不足，提出催化剂有序化结构和优化ORR 反应过程的研究方向。
关键词：质子交换膜燃料电池；阴极催化剂；氧还原反应；纳米铂；活性；寿命中图分类号：TM911.4；O643.3 文献标识码：A 文章编号：1004-0676(2020)04-0072-09Research Progress on Pt-based Nanomaterials for ORR Electrocatalysts of PEMFCWANG Zhi-da 1, GAN Yuan 1, YAN Chang-feng 1 *, LIU Guang-hua 2(1. CAS Key Lab of Renewable Energy, Guangzhou Institute of Energy Conversion,Guangdong Key Lab of New and Renewable Energy Research and Development, Guangzhou 510640, China;2. Baida New Energy Company, Dongguan 523808, Guangdong, China)Abstract: Improving the activity and reducing the amount of supported precious metals play an important role in the research of electrocatalysts for proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). Platinum (Pt) based nanomaterials are one of the key parts of enhancing the activity of the cathode catalysts on oxygen reduction reaction (ORR). Based on the analysis of 104 published papers, the influences of particle size, crystal facets and morphologies of the Pt-based nanoparticles (NPs) on the activity and stability of catalysts, as well as the alloy compositions and the core-shell structure on the catalytic performance, are discussed. By analyzing the advantages and shortcomings of the existing methods and technologies, and the research directions of designing catalysts with ordered nanostructure and optimizing the ORR process are proposed.Key words: PEMFC; cathode catalysts; ORR; Pt-based nanomaterials; activity; stability氧还原反应(ORR)作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)的首选阴极反应，包含多个反应基元，涉及多种中间态粒子，历程异常复杂[1-3]。
掺杂碳材料用于氧还原反应中的研究进展
掺杂碳材料用于氧还原反应中的研究进展陈洁;高建民【摘要】Fuel cells are ideal candidates for stationary and mobile power generation due to their high energy conversion efficiency and environmental benefits. Recently, the non-platinum catalysts become hotspot in fuel cell. Due to the low cost, environmental acceptability, good corrosion resistance, high electrical conductivity, and excellent oxygen reduction reaction ( ORR) activity, doped carbon materials were viewed as ideal ORR catalysts for cathodes in fuel cells. The recent development of doped carbon including metal-free heteroatom( N, S, B, and P)-doped materials catalysts for ORR was also primarily focus on.%燃料电池具有高效和洁净等突出优点，是最有发展前途的一种动力电池，可广泛用于移动电源和便携式电源。
近年来，非铂催化剂成为燃料电池领域研究的热点，掺杂碳材料因其价格低廉，环境友好，具有良好的耐腐蚀性，高电导性以及在氧还原反应过程表现出良好的催化活性，被认为是燃料电池阴极氧还原反应的理想催化剂。
本文主要介绍了氮，硫，硼，磷掺杂碳材料以及用于燃料电池氧还原反应催化剂的研究进展。
《纳米碳化硅负载氮化钛—氮掺杂碳的非铂及低铂催化剂》范文
《纳米碳化硅负载氮化钛—氮掺杂碳的非铂及低铂催化剂》篇一一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益严重，发展高效、环保的能源转换技术成为了科学研究的热点。
在众多能源转换技术中，燃料电池因其高能量转换效率和低排放特性备受关注。
然而，燃料电池中的氧还原反应（ORR）过程需要高效的催化剂来加速反应进程，传统的铂基催化剂因高成本和储量有限等限制因素，限制了其在燃料电池的广泛应用。
因此，研究非铂及低铂催化剂对于促进燃料电池技术的发展具有十分重要的意义。
本文重点探讨一种纳米碳化硅负载氮化钛—氮掺杂碳的非铂及低铂催化剂。
该催化剂具有高活性、高稳定性以及良好的耐久性，为燃料电池的商业化应用提供了新的可能性。
二、纳米碳化硅负载氮化钛—氮掺杂碳的合成与表征1. 合成方法本研究的催化剂采用溶胶-凝胶法结合高温热解法制备。
首先，将钛前驱体与碳源混合，在高温下进行热解反应，形成氮化钛和碳的复合物。
然后，将该复合物与纳米碳化硅进行复合，形成最终的催化剂。
2. 结构表征通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对催化剂进行结构表征。
结果表明，该催化剂具有较高的比表面积和良好的孔结构，有利于反应物的吸附和传输。
同时，氮化钛和碳化硅的复合结构使得催化剂具有良好的机械强度和热稳定性。
三、催化剂的电化学性能研究1. 氧还原反应（ORR）活性测试通过循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）等电化学测试方法，评估了该催化剂的氧还原反应活性。
实验结果表明，该催化剂在非铂及低铂条件下具有较高的氧还原反应活性，可与商业铂基催化剂相媲美。
2. 稳定性及耐久性测试通过恒电位计时法、加速老化实验等方法对催化剂的稳定性和耐久性进行了测试。
结果表明，该催化剂在长时间运行过程中表现出良好的稳定性，且经过加速老化实验后仍能保持良好的电化学性能。
四、催化剂性能优化及机理探讨1. 性能优化通过调整催化剂的组成、结构和制备工艺等手段，进一步优化了催化剂的性能。
低铂催化剂和非铂催化剂
低铂催化剂和非铂催化剂
在燃料电池中，催化剂是促进电化学反应的关键成分，能大大提高反应速率。
然而，传统的高铂催化剂存在资源紧张、价格昂贵、稳定性差等缺点，因此，低铂催化剂和非铂催化剂的研究成为了热点。
低铂催化剂是指铂含量较低的催化剂。
通过优化铂颗粒的大小和分散性、提高铂的利用率，可以降低铂的含量，从而降低成本。
同时，低铂催化剂在保持高活性的同时，可以改善催化剂的耐久性和稳定性，延长催化剂的使用寿命。
非铂催化剂是指不使用铂作为活性成分的催化剂。
相比于铂催化剂，非铂催化剂具有更低的成本和更高的稳定性。
目前，一些过渡金属化合物，如铁、钴、镍等，已经被研究作为非铂催化剂的候选材料。
这些化合物具有较高的反应活性，且资源丰富，价格低廉。
然而，无论是低铂催化剂还是非铂催化剂，都面临着一些挑战。
例如，如何在保持高活性的同时提高催化剂的耐久性和稳定性？如何降低成本？如何克服资源限制？这些问题需要科研人员进一步研究和探索。
《杂原子掺杂低铂催化剂的制备及其氧还原性能研究》范文
《杂原子掺杂低铂催化剂的制备及其氧还原性能研究》篇一一、引言随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高，燃料电池作为一种清洁、高效的能源转换技术，受到了广泛关注。
然而，氧还原反应（ORR）在燃料电池中的动力学过程较慢，导致其性能受到限制。
为解决这一问题，研究人员通常采用在催化剂中增加贵金属铂（Pt）的含量。
然而，铂作为稀有金属，价格昂贵且储量有限。
因此，探索替代策略如使用低铂或非铂催化剂成为当前研究的热点。
其中，杂原子掺杂低铂催化剂因其良好的催化活性和稳定性而备受关注。
本文旨在研究杂原子掺杂低铂催化剂的制备方法及其氧还原性能。
二、杂原子掺杂低铂催化剂的制备1. 材料选择与准备在制备杂原子掺杂低铂催化剂时，我们首先选择适当的载体（如碳黑）和杂原子（如氮、硫、磷等）。
这些杂原子的引入可以改变催化剂的电子结构和表面性质，从而提高其催化性能。
此外，我们还需准备适量的铂前驱体溶液。
2. 制备方法我们采用浸渍法结合热处理工艺制备杂原子掺杂低铂催化剂。
具体步骤如下：首先，将载体与含有所需杂原子的化合物混合，制备出掺杂前驱体。
然后，将铂前驱体溶液浸渍于掺杂前驱体中，使其吸附在载体上。
最后，在一定的温度和气氛下进行热处理，使催化剂形成稳定的结构。
三、氧还原性能研究1. 催化剂表征我们采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对制备的杂原子掺杂低铂催化剂进行表征。
通过这些手段，我们可以了解催化剂的晶体结构、形貌和微观结构等信息。
2. 氧还原性能测试我们通过循环伏安法（CV）和线性扫描伏安法（LSV）等电化学测试方法，评价了杂原子掺杂低铂催化剂的氧还原性能。
通过测量催化剂的起始电位、半波电位和峰电流等参数，我们可以评估其催化活性、稳定性和抗甲醇性能等。
四、结果与讨论1. 制备结果通过上述制备方法，我们成功制备了不同杂原子掺杂量的低铂催化剂。
XRD、SEM和TEM等表征结果表明，催化剂具有较好的晶体结构和形貌。
燃料电池系统的性能优化研究
燃料电池系统的性能优化研究在当今能源领域，燃料电池系统作为一种高效、清洁的能源转换技术，正受到越来越广泛的关注。
然而，要实现燃料电池系统的大规模商业化应用，仍面临着诸多性能优化方面的挑战。
本文将对燃料电池系统的性能优化展开深入探讨。
燃料电池系统的工作原理基于电化学反应，将燃料（如氢气）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能。
其核心组件包括电极、电解质和双极板等。
在实际运行中，燃料电池系统的性能受到多种因素的影响。
首先，电极材料的性能至关重要。
电极的催化活性直接决定了电化学反应的速率和效率。
目前，常用的催化剂是铂基材料，但铂的稀缺性和高成本限制了燃料电池的大规模应用。
因此，研究开发低铂或非铂催化剂成为了一个重要的研究方向。
例如，通过合金化、纳米结构设计等手段来提高催化剂的活性和稳定性，或者探索其他过渡金属化合物作为潜在的替代催化剂。
其次，电解质的性能也对燃料电池系统的性能有着重要影响。
常见的电解质有质子交换膜（PEM）和固体氧化物电解质等。
质子交换膜的质子传导率、化学稳定性和机械强度等性能需要不断优化，以提高燃料电池的工作效率和寿命。
对于固体氧化物燃料电池，降低电解质的内阻、提高离子传导率是关键。
除了材料方面，运行条件也是影响燃料电池性能的重要因素。
例如，燃料和氧化剂的供应压力、温度、湿度等都需要精确控制。
过高或过低的压力和温度都会导致性能下降，而湿度的不合适则可能影响电解质的性能和电极的反应活性。
在燃料电池系统的结构设计方面，优化流场结构可以提高反应物的分布均匀性和传输效率，从而提升电池性能。
合理的双极板设计可以降低电阻，提高电流收集效率。
此外，系统集成和控制策略也不容忽视。
多个燃料电池单体组成的电堆需要进行有效的集成和管理，以确保各单体之间的性能匹配和稳定性。
同时，通过先进的控制策略，实时监测和调整运行参数，可以使燃料电池系统在不同工况下都能保持良好的性能。
为了实现燃料电池系统的性能优化，实验研究和模拟分析是常用的手段。
新型能源材料的合成与应用
新型能源材料的合成与应用在当今社会，能源问题已经成为全球关注的焦点。
随着传统能源的逐渐枯竭和环境问题的日益严峻，寻找和开发新型能源材料成为了解决能源危机和环境问题的关键。
新型能源材料的出现，为能源领域带来了新的希望和机遇。
它们不仅具有高效、清洁、可再生等优点，还能够为能源的存储、转化和利用提供更加有效的解决方案。
新型能源材料的种类繁多，包括太阳能电池材料、锂离子电池材料、燃料电池材料、超级电容器材料等。
这些材料在能源领域的应用，为提高能源利用效率、降低能源消耗和减少环境污染发挥了重要作用。
太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，其开发和利用一直是能源领域的研究热点。
太阳能电池材料是实现太阳能转化为电能的关键。
目前，常见的太阳能电池材料主要有硅基材料、碲化镉、铜铟镓硒等。
硅基材料是目前应用最广泛的太阳能电池材料，但其成本较高，限制了其大规模应用。
碲化镉和铜铟镓硒等薄膜太阳能电池材料具有成本低、效率高等优点，但存在原材料稀缺和环境污染等问题。
因此，开发新型高效、低成本、环境友好的太阳能电池材料成为了当前研究的重点。
近年来，钙钛矿太阳能电池材料因其优异的光电性能和低成本的制备工艺而备受关注。
钙钛矿材料具有高的光吸收系数、长的载流子扩散长度和良好的电荷传输性能，其光电转换效率在短短几年内从 38%迅速提升至 257%，展现出了巨大的应用潜力。
然而，钙钛矿太阳能电池目前还存在稳定性差、铅毒性等问题，需要进一步研究和解决。
锂离子电池作为一种重要的储能装置，广泛应用于便携式电子设备、电动汽车等领域。
锂离子电池的性能主要取决于电极材料。
目前，常用的正极材料有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等，负极材料主要有石墨、硅基材料等。
钴酸锂具有高的比容量和良好的循环性能，但钴资源稀缺且价格昂贵。
磷酸铁锂价格低廉、安全性好，但比容量相对较低。
三元材料综合了钴酸锂和磷酸铁锂的优点，具有较高的比容量和较好的循环性能，但成本较高。
核壳结构低铂催化剂：设计、制备及核的组成及结构的影响
核壳结构低铂催化剂：设计、制备及核的组成及结构的影响陈丹;舒婷;廖世军【期刊名称】《化工进展》【年(卷),期】2013(32)5【摘要】核壳结构低铂催化剂具有可大幅提高贵金属铂的利用率、有效降低燃料电池铂使用量及成本的重要特点，被誉为质子交换膜燃料电池大规模商业化的希望之所在，相关研究已成为燃料电池领域最为热门的课题之一。
本文综述了近年来提出的各种高性能核壳结构催化剂的设计思路及新型制备技术，介绍了各种不同组成和结构的核壳结构催化剂性能及特点以及在核壳结构催化剂表征技术方面的最新进展。
最后对核壳结构催化剂制备技术的发展和应用前景进行了展望：通过发展或改进制备工艺，制备各种形貌组成可控以及高活性低Pt载量的核壳结构催化剂，有望实现质子交换膜燃料电池商业化。
%Core-shell structured catalyst is recognized as a promising catalyst for large scale commercialization of PEM fuel cells,as it can significantly enhance the utilization of precious platinum,reduce the amount of platinum catalyst used and sharply save the cost of fuel cells. Investigation on core-shell structured catalyst is becoming one of the hottest topics in fuel cell field. This paper is aimed to introduce the latest developments and achievements on thedesign,preparation technology,and investigations on the effects of core composition and structure on the performance of core-shell structured catalyst,as well as the latest development of characterization techniques for core-shell structure. Furthermore,prospects for the development ofnew preparation technology and the application of this type catalyst are discussed. Research directions are suggested to advance the future worksin this field,i.e.,it is expected to achieve the commercialization of proton exchange membrane fuel cell through the development or improvementof the preparation process of the core-shell structured catalysts with controllability on morphology,high activity and low Pt platinum loading.【总页数】7页(P1053-1059)【作者】陈丹;舒婷;廖世军【作者单位】广东省燃料电池技术重点实验室，华南理工大学化学与化工学院，广东广州510641;广东省燃料电池技术重点实验室，华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510641;广东省燃料电池技术重点实验室，华南理工大学化学与化工学院，广东广州 510641【正文语种】中文【中图分类】O643.36;TM911.4【相关文献】1.低对称性SiO2/Ag核壳复合纳米结构的银镜反应制备及表面增强拉曼散射活性研究 [J], 徐进之;满石清;刘应亮2.中空结构聚合物微球的制备Ⅱ.核壳比和壳组成的影响 [J], 白飞燕;方仕江3.“先核后壳”和“先壳后核”的简便途径制备M@SiO2(M=Ag,Au,Pt)纳米核壳结构及其催化活性 [J], 何圣超;费兆阳;李雷;孙博;冯新振;季伟捷4.以钌作为核的Ru@Pt/C低铂核壳结构催化剂的制备以及电催化活性研究 [J],高海丽;廖世军5.以钌作为核的Ru@Pt/C低铂核壳结构催化剂的制备以及电催化活性研究 [J], 高海丽;廖世军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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非铂、低铂燃料电池催化剂的研究进展低温燃料电池是直接以化学反应方式将燃料的化学能转换为电能的能量转换装置，是一种绿色的能源技术，对解决目前我们所面临的能源危机和环境污染问题具有重要意义，美国《时代周刊》将燃料电池列为 21 世纪的高科技之首；在我国的科技发展规划中，燃料电池技术也被列为重要的发展方向之一。
催化剂是燃料电池中关键材料之一，催化剂的成本占到燃料电池成本的1/3。
铂被证明是用于低温燃料电池的最佳催化剂活性组分，但使用铂做为燃料电池催化剂也存在如下严重问题：（1）铂资源匮乏；（2）价格昂贵；（3）抗毒能力差。
目前通过合金来改善催化剂的研究有碳负载的铂钌合金催化剂PtRu/C，以及添加有其他促进成分的 Pt/C 和 PtRu/C 催化剂等。
为了有效降低燃料电池的成本，主要采用集中两个方面研究来降低铂载量：（1）开发非铂电催化剂；（2）开发研制低铂电催化剂。
本文就此对近年来的研究现状进行综述。
1 非铂催化剂非铂催化剂在酸性直接醇类燃料电池中的研究非铂催化剂的研究，主要采用钯基或钌基掺杂其他金属制备催化剂，近年来，研究人员用了多种方法制备了各种活性组分高度分散的钯基催化剂，在催化燃料电池的阴极氧还原反应（ORR）中显示了可与铂基催化剂相媲美的效果。
同时，作为直接甲酸燃料电池（DFAFC）和直接乙醇燃料电池（DAFC）的阳极催化剂，也显示了诱人的应用前景。
以下从影响催化剂性能的几个因素对近年来的相关工作进行讨论。
催化剂的组成直接影响其性能。
Colmenares 等合成用 Se修饰的 Ru/C 催化剂 (RuSey/C) 应用于直接甲醇燃料电池（DMFC）阴极催化，结果表明在～ V 电压下，Se 的加入促进了氧还原并减少了生成 H2O2的趋势；少量甲醇的存在对于 RuSey/C 催化氧还原影响较小，说明这类催化剂具有较好的抗甲醇性能。
Jose' 等合成了两种非铂催化剂 Pd-Co-Au/C 和Pd-Ti/C，在质子交换膜燃料电池氧还原中的活性与现在常用的 Pt 催化剂活性相当。
Shao 等制备了 Pd-Fe/C 系列催化剂用于氧还原反应，结果表明 Pd3Fe/C 氧还原活性比商业催化剂Pt/C (ETEK)好。
Wang 等采用有机溶胶法合成了PdFeIr/C 催化剂，研究表明 Fe 和 Ir 的添加，大大增加了催化剂的分散性，从而提高了催化剂的活性，该催化剂表现出较高的氧还原能力和较好的耐甲醇性能。
Mayanna 等合成了不同组成的 Ni-Pd合金膜催化剂，并研究了在硫酸环境中的甲醇电氧化性能，发现与纯 Ni 相比其阳极峰电流明显增大，合金化以后其表面积增加了近 300 倍。
制备方法与合成条件对催化剂性能的影响显着。
Shen 等利用微波交替加热法制备了 Pd/MWCNT 电催化剂，发现在碱性溶液中显示了良好的甲醇催化氧化性能，与 Pt/C 相比，氧化电位负移了 100 mV 左右。
同时他们还研究了多种氧化物对Pd/C 催化氧化多种醇类（甲醇、乙醇、乙二醇等）的促进作用，发现在碱性溶液中 Pd-NiO/C 对乙醇的氧化与 Pt/C 相比负移了300 mV 左右。
他们用类似方法合成了 AuPd-WC/C 复合催化剂，并研究了在碱性条件下对乙醇氧化的电催化行为。
发现与相同催化剂载量的 Pt/C 催化剂相比，乙醇氧化的起始电位负移了 100 mV 左右，峰电流密度增加了 3 倍左右，而且还显示了良好的稳定性。
徐常威等用水热法分解蔗糖制备出表层富含羟基功能基团的碳微球, 再利用羟基把 Pd 离子固定在碳微球表面, 然后使用化学还原方法, 使 Pd 纳米颗粒还原后附着在碳微球上。
研究了碳载 Pd 对甲醇和乙醇在碱性溶液中的电化学氧化活性, 结果显示, 乙醇于碱性溶液中在碳载 Pd 上其催化活性好于甲醇, 同时碳微球负载的催化剂的催化活性也远远好于碳粉负载的催化剂。
他还利用阳离子化氧化铝为模板电沉积法合成了 Pd 纳米系列，发现其乙醇氧化的催化活性不但要比传统的Pd 膜电极高，而且其稳定性和活性也远高于商业化的 E-TEK PtRu/C 电催化剂。
Zhang等采用嵌电位沉积法将铂单层修饰到 Pd/C 表面，考察了催化剂在氧还原反应中的机理和性能，结果表明将铂单层修饰到合适的金属纳米表面将会得到非常好的氧还原催化剂，另外，采用这种方法，可以将铂载量大幅度降低，而 Pt/Pd/C 电极的 Pt 质量比活性比纯铂催化剂高出 5～8 倍；贵金属 Pt＋Pt 质量比活性比纯铂催化剂高出 2 倍。
Ma 等利用引入PVP 聚合物的方法，合成了 Pd 纳米颗粒，发现合成的纳米颗粒与块状 Pd 循环伏安行为明显不同，热处理后显示了很高的甲醇电氧化活性。
探寻好的催化剂的制备方法一直都是研究者所关注的方向。
活性组分配比对催化剂性能的影响明显。
Shao 等考察了将 Pd 单层修饰在不同的金属 M（Ru，Rh，Ir，Pt, 和 Au）制得催化剂的性能，在直接甲醇燃料电池中，表现在高甲醇溶液中具有高氧还原能力和很好的耐甲醇性能。
Li等制备了Pt3Pd1/C 系列催化剂用于 ORR，实验结果表明由于在 Pt-Pd/C表面有富含的 Pt ，从而大大提高了催化性能，这个结果与密度函数理论（DFT）计算结果，即在研究 O2在 Pt-Pd 簇和物表面吸附溶解过程中，由于 Pd 原子的存在使得 O2容易入溶于 Pt位的结果相吻合。
Pd 的加入不仅仅增大了 Pt 的粒径，也改变了金属纳米颗粒在碳载体表面的分散情况，这样大大提高了ORR活性。
合适的原子配比对催化剂活性影响重大。
Pd 基催化剂在甲酸氧化中的研究Pd 基催化剂不仅比 Pt 便宜，而且 Pd 资源储量丰富，虽然Pd 对氧还原（ORR）催化活性不如 Pt 好，但是 Pt/Pd 合金能够在一定程度上缩小 CO 中毒作用。
Capon 等很早就研究了Pd 对甲酸氧化的电催化性质，发现甲酸在 Pd 与 Pt 上电氧化最大的不同是在 Pd 上只有一个氧化峰，这是因为Pd 对甲酸的氧化是通过直接反应途径进行的。
Rice 等证实了用 Pd 做阳极催化剂的性能用于甲酸做燃料比用于甲醇氧化活性好很多。
催化剂载体对催化剂活性影响很大。
Masel 等发现非碳载 Pd 催化剂和 Pd/C 催化剂能够克服 CO 中毒效应，因此，对甲酸氧化有较高的电催化性能。
非碳载 Pd 在30 ℃的直接甲酸燃料电池（DFAFC）中，Pd 的载量高达 8 mg/cm2时，产生的最大功率密度为 271 mW/cm2。
Zhu 等报道了非碳载的 Pd 和Pt 分别做阳极和阴极催化剂输出功率密度分别为 76 mW/cm2和 99 mW/cm2。
制备方法对催化剂性能的影响显着。
Liu 等通过微波辅助多羟基化过程制备了 Pt/C 和Pd/C 催化剂，用透射电子显微镜法(TEM)和 X 射线衍射光谱法(XRD)对催化剂进行了表征，Pt 和 Pd 纳米粒子的平均粒径分别是 4 nm 和 5 nm，发现Pd/C催化剂比 Pt/C 催化剂对甲酸表现更好的电催化氧化活性。
Wang 等采用有机溶胶法制备催化剂 Pd2Co/C 和 Pd4Co2Ir/C，与 Pd/C 催化剂相比，Pd2Co/C 和 Pd4Co2Ir/C 催化剂的甲酸氧化峰电位分别负移了 140 mV 和50 mV，显示出较高的电流密度。
在电压为 V 时，Pd4Co2Ir/C 催化剂电流密度高达 mA/cm2，是 Pd/C 催化剂的 2 倍，是商业 Pt/C 催化剂的6 倍。
助剂的添加可以改善催化剂性能。
Wang 等合成出合适原子比例的 Pd–Ir/C 催化剂，尽管 Ir 对甲酸氧化没有活性，但是掺杂了 Ir 的 Pd–Ir/C 催化剂对甲酸氧化活性高于纯 Pd/C催化剂 13％，而且甲酸氧化峰电位负移了50 mV，这是由于 Ir可以减弱 CO 在 Pd 上的吸附，从而促进了 Pd 通过直接路线氧化甲酸的活性。
甲酸浓度对催化剂性能有影响。
Ha 等组装了 2 cm×× cm 微型空气 DFAFC，燃料电池成功地在甲酸浓度为～10 mol/L 间运行，而且性能几乎无衰减，室温下电极输出的电流密度高达 250 mA/cm2，功率密度高达 33 mW/cm2。
Ha等研究了 Pd/C 和 Pd 黑随甲酸浓度性能的变化情况，当甲酸浓度由 5 mol/L 增加到 20 mol/L 时，Pd 黑的性能严重衰减，然而 40%Pd/C 催化剂在 DFAFC 中受甲酸浓度的影响非常小，当甲酸浓度由 5 mol/L 增加到 10 mol/L 时 40％Pd/C 催化剂在电极电位低于 V 能量密度几乎没有衰减，甲酸浓度增加到 mol/L 时，活性有少量衰减，但没有 Pd 黑衰减的厉害，而且还发现 20％Pd/C 和 Pd 黑催化剂在甲酸浓度为 mol/L 时能量密度相当，而 20％Pd/C 载量只是 Pd 黑 mg/cm2)的一半。
2 低铂电催化剂由于非铂催化剂活性太低而无法取代铂基催化剂，很多研究工作集中到低铂电催化剂的研究，主要有两个方面降低铂载量：(1)采用 Pt 与其他金属的合金化；(2)采用 Pt 单层修饰其他金属或者核壳结构的方法。
Pt 与其他金属的合金化Sasaki 等采用电沉积法制备了低铂含量的电催化剂PtRu/C。
Liao 等制备了三组分合金化 PtRuIr/CNT 催化剂，由于 Ir 的加入不仅大大增加了分散性，也使得金属颗粒尺寸小至 nm，催化剂 PtRuIr/CNT 具有非常好的甲醇氧化活性。
Wang 等合成了 Pt–Se/C 催化剂，元素 Se 的加入，大大促进了 Pt 的分散性，使粒子尺寸小到 nm，催化剂对氧还原活性可与 Pt/C 催化剂相当，更为重要的是 Pt-Se/C 催化剂具有很好的耐甲醇性能。
Srivastava 等合成出 Pt-Cu-Co 三元合金纳米电催化剂，对于氧还原催化活性可以提高 4～5倍，达到 A/mgPt。
Wen 等考察了低铂载量催化剂AlxPty/C 不同颗粒尺寸在阴极催化时对单电池性能的影响。
Neburchilov 等制备了四组元的 PtRuIrSn 催化剂，应用于直接甲醇燃料电池阳极催化，Pt 含量低至 mg/cm2。
Zhang报道了一类新氧还原电催化剂，包含 Pt 和其他过渡金属 (M＝Ir，Ru，Rh，Pd，Au，Re 或Os) 单层沉积在 Pd(111) 单晶或载 Pd/C 纳米颗粒, 这类新的电催化剂与纯 Pt 催化剂相比对于氧还原催化具有很高的活性和较低的 Pt 含量。
核－壳结构的研究由于贱金属容易溶于酸性介质，使掺杂了贱金属的催化剂的稳定性下降；为了避免这一现象，另一种降低铂载量的有效办法是制备核－壳结构双金属电催化剂，通过使用不同的金属做核，铂做壳，从而大大减少铂的使用量，由于这种特殊的核壳结构，两种金属之间的作用力会使催化剂的电催化活性以及稳定性大大提高。