Pt基金属间化合物及其在质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应中的应用

摘要

质子交换膜燃料电池是一种能够将燃料的化学能直接高效地和环境友好地转化为电能的绿色能源技术。质子交换膜燃料电池具有能量转化效率高、启动快速、零排放或者低排放等优点，被认为是后石油时代最为重要的能源替代技术之一。然而目前使用的电催化剂存在铂用量高和稳定性不足等问题。开发高性能低Pt催化剂对于降低质子交换膜燃料电池成本、促进质子交换膜燃料电池的大规模商业化应用具有十分重要的意义。Pt基金属间化合物是一类具有严格元素化学计量比和规整原子排列结构的合金化合物，其氧还原反应催化活性明显优于相应的Pt基无序合金及纯Pt催化剂，被认为是最具应用前景的低Pt催化剂之一。本文着重从催化机理、制备技术、组成调控、颗粒度调控、形貌调控和晶体结构等几个方面介绍了Pt基金属间化合物催化剂近来的研究进展，以及这类催化剂在质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应中的应用研究情况，指出了这类催化剂目前尚存在的不足及挑战，并展望了未来的研究发展思路及方向。

关键词