燃料电池低Pt核壳结构催化剂的最新研究进展

余锦南，廖世军

(华南理工大学化学与化工学院 广东省燃料电池技术重点实验室，广东 广州 510641)

1 前 言

自从工业革命以来，人类主要采用燃烧的方式利用自然能源，随着人类对能源需求的日益增长，能源资源问题以及由于大量燃烧矿物燃料所引起的环境污染问题变得日趋严峻，迫使人类社会努力寻找更为高效、清洁的能源利用方式。燃料电池作为一种可直接将燃料的化学能转化成电能的电化学装置，具有能量转换效率高、零排放或者低排放等重要优点[1, 2]，被誉为21世纪最为重要的新能源技术。发展燃料电池技术，是解决人类目前面临的环境与能源问题的重要途径之一。

低温质子交换膜燃料电池是最有可能在短期内实现大规模应用的一种燃料电池技术，也是最有可能应用于电动汽车的一类燃料电池，世界上各发达国家在低温质子交换膜燃料电池技术方面已开展了大量的研究、开发和示范工作。然而，其大规模商业化仍然步履蹒跚。影响燃料电池大规模商业化的主要原因包括：使用贵金属Pt作为催化剂而导致的高成本，以及催化剂耐久性不足的问题。

燃料电池阴极氧还原反应缓慢的动力学过程是限制燃料电池效率的主要原因之一[3-5]。阴极氧还原反应催化剂以Pt基催化剂最优，而贵金属Pt储量少、价格昂贵，这是导致燃料电池高额生产成本的主要原因[6, 7]。此外，Pt易受到一氧化碳、甲醇、甲酸等物质的毒化，类似高压操作等条件也易引起燃料电池寿命的衰减。……