蒋维存，吴荣亮

(1. 东华大学材料科学与工程学院，纤维材料改性国家重点实验室，上海 201620； 2. 东华大学先进低维材料中心，上海 201620)

随着化石能源的逐渐枯竭，开发可再生的环境友好型能源装置迫在眉睫。直接甲醇燃料电池(DMFC)具有高能量密度、对环境友好和成本低等特点[1]，是便携式移动电源和小型车辆最具潜力的动力来源之一。燃料电池中最重要的ORR和MOR具有动力学迟缓和高过电位的弊端，因此在改善动力学速率上具有挑战性[2]。其中MOR不仅受限于缓慢动力学过程，也涉及到产生各种中间体(CO、甲酸和甲醛)，因此反应中加入的催化剂不仅需要具备甲醇吸附和氧化的催化活性位点，还需要吸附的中间体的氧化和解吸的催化活性位点[3-4]。当前，Pt及其合金[5-7]通常被用来催化ORR和MOR，但Pt的储量有限、高成本以及碳质反应中间体在催化剂表面上的吸附引起的中毒效应，严重限制了DMFC的商业化应用。贵金属Pd和Pt一样，同样也具有MOR和ORR催化活性，并且Pd在地球上的储量更丰富。但是Pd金属颗粒催化剂仍存在利用率低的问题，为了制备高活性、高稳定性的催化剂，通常的方法是在纳米尺寸上对Pd基催化剂的微观形貌进行调控[8]，获得高暴露活性位的纳米花[9]、纳米线[10]、纳米球等三维结构催化剂。此外，将贵金属Pd与价格低廉的过渡金属(如Fe[11]、Cu[12]、Co[13]和Ni[14])合金化，以减少Pd的负载和成本，制备的双金属或多金属Pd基纳米催化剂通过不同金属之间的协同催化效应和电子效应能显著提高电催化性。……