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日益增长的能源需求与逐渐增大的环境压力,使环境友好的燃料电池受到了更加广泛的关注。燃料电池中,Pt等贵金属是有效促进阴极氧还原反应(ORR)的催化剂,但Pt等贵金属价格昂贵、资源有限,且以甲醇等小分子有机物为燃料时Pt易发生CO中毒,严重影响其催化活性与稳定性。因此,开发价格合理、高效且性能稳定的ORR催化剂对提高燃料电池阴极反应速率、提升电池性能至关重要。 Pt基催化剂改性是ORR催化剂研究的重要方向。文章主要总结了Pt及Pt基合金催化剂的发展及最新研究动态,综述了Pt基催化剂提升性能的主要改性方式,集中讨论了Pt基催化剂载体、合金化组成与结构对催化剂活性和稳定性的影响。总结当前的研究发现,不同组成、结构和形貌可以促进催化剂活性位点的暴露,提高其催化活性和稳定性,优异的高比表面积和电子效应可以提高其催化效率。基于Pt基催化剂改性研究的总结,相信随着材料制备工艺和表征技术的不断进步,结合不断发展的理论研究,燃料电池在新能源系统中的应用前景将更加广阔。 海洋科学与技术学院任雪峰副教授为第一作者和通讯作者,硕士研究生吕前远为共同第一作者,海洋科学与技术学院柳丽芬教授等为共同作者。研究工作受国家自然科学基金(21908017)、中央高校基本科研业务费(DUT18LK21)等项目支持。 作者简介: 本文通讯作者任雪峰副教授是海洋科学与技术学院环境治理与资源化技术团队的一员,主要从事环境电化学、污染物资源化与能源化利用、纳米催化材料、量子化学计算和分子动力学模拟等方面的工作,在Advanced Functional Materials、Electrochemical Energy Reviews、Journal of Materials Chemistry A、Nanoscale、Sustainable Energy & Fuels等国际期刊发表一作/通讯学术论文30余篇,其中ESI高被引论文3篇,封面论文4篇。在教学方面,主讲本科生课程《产业生态学》《环境生态经济与法学》,与柳丽芬教授共同承担研究生课程/本硕衔接课程《环境纳米技术》。 |