孟凡超，王海斌，孟祥智，胡冠群，李春雷，丛媛媛，赵秋萍

(兰州理工大学 石油化工学院,甘肃 兰州 730050)

在过去的几年里，人们对于能源的需求不断增加，导致了化石燃料的消耗不断增加，环境污染和气候变化问题也随之而来。这些都在迫使人们去探索更加清洁环保的可再生能源。在各种新能源中，由于氢能源有着零污染和能量密度高的特点，使得氢能源备受关注并被认为是最有前途的能源之一。燃料电池可以将化学能直接转化为电能，且该过程不受卡诺循环的影响，具有清洁和能量转换效率高等优势[1]。随着质子交换膜燃料电池(PEMFCs)技术飞速进步，氢燃料电池汽车一进入市场就大受好评[2]。但是目前的PEMFCs严重依赖于Pt基电催化剂，这限制了其商业化发展。氢氧根交换膜燃料电池(HEMFCs)，又称碱性聚合物电解质燃料电池[3](APEFCs)，其由PEMFCs衍生而来，使用主链上接有阳离子用来传递OH-的聚合物电解质膜替代用来传递H+的全氟磺酸膜，将酸性环境转变为碱性环境。就目前而言，HEMFCs也面临着和PEMFCs同样的困境，那就是依赖Pt而成本高昂。Pt及其合金仍然是HEMFCs氧还原反应(ORR)和氢氧化反应(HOR)的最佳电催化剂[4]。对于HEMFCs阴极ORR，目前已研发出一些性能优异的非贵金属电催化剂，如Fe-N-C、Co-N-C等可以替代Pt基ORR电催化剂，大大降低燃料电池阴极侧的成本[5]。为了使HEMFCs性能可以与PEMFCs相媲美，需要在阳极侧喷涂较高载量的Pt。这是因为当电解质由酸性变为碱性时，Pt的碱性HOR活性降低了近100倍，需提高Pt的载量以加速反应速率[6-7]。……