e→H2O总反应：H212O2→H2O
图1质子交换膜燃料电池工作原理
催化剂是电极的重要组成部分，起到催化阴极和阳极的氧化还原反应的作用。对PEMFC而言，由于氧还原反应即阴极反应有很高的电化学极化，电催化剂的功能是加速电极与电解质界面上的电化学反应或降低反应的活化能，提高反应速度，避免较大的电压及电池输出效率的损失；另外，目前，阴极电催化剂铂担载量是阳极电催化剂铂担载量的4倍，所以减少阴极电催化剂铂的担载量，提高阴极电催化剂的催化活性，能够降低阴极催化层的厚度，有利于传质和减少电阻。故选用合适的阴极电催化剂材料，直接影响着PEMFC的能量转换效率4。
3PEMFC国内外研究现状及发展趋势
自从1839年WRGrove发表第一篇有关燃料电池研究报告以来，100多年间燃料电池技术得到了一定的发展。美国通用电气GE公司是最早研究PEMFC的机构。20世纪60年代，美国将PEMFC应用于Gemi
i航天飞机辅助电源但由于材料昂贵而阻碍了其发展。70
f年代，杜邦公司成功开发全氟磺酸膜Nafo
产品后，其因具有较高的耐酸性和热稳定性而被广泛应用于PEMFC中，使PEMFC得到了飞速发展5。因此寻求廉价且具有良好稳定性能的催化剂已成为电极催化剂研究的主要目标。
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铂催化剂
20世纪60年代美国通用电气公司研制的PEMFC电催化剂为铂黑，用量约为10mgcm2而且催化剂利用率很低。直到20世纪80年代中期PEMFC膜电极上Pt负载量仍高达4mgcm2。20世纪90年代以来，加拿大Ballard公司采用Nafio
膜以PtC作为电催化剂，通过改进膜电极结构和制备工艺，使电催化剂中Pt负载量降至0710mgcm2取得了突破性进展。目前PEMFC使用的催化剂大多数是以活性炭、碳黑以及石墨等材料为载体的Pt催化剂减少了Pt的用量，提高了Pt的利用率，而且将Pt分散于不同的载体中制成复合电极材料，是提高Pt催化剂利用率的有效途径。徐洪峰等6以甲醛为还原剂，氯铂酸为原料，XC72碳黑为载体，制备了不同铂含量的碳载铂电催化剂，结果表明随着铂载量的提高，表面铂有部分聚结，铂晶体的粒径增大，催化剂的电化学比表面积减小。铂载量为40时，燃料电池阴极的性能最好。
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铂合金催化剂
PEMFC适合用作动力电源，可以采用高纯氢作燃料但如果使用碳氢化合物重整得到的氢气就更加具有实际意义，然而这样的氢气中常含有CO杂质。PEMFC的运行温度低，少量的CO就会使Pt催化剂的活性大大降低。为提高催化剂对CO的抗毒能力，铂合金催化剂就成为这类催化剂的研究方向。Xia7研究出一r