郭 杰，施张璟，顾天颐，史汝华，孙嘉阳，曾雯雯，杨瑞枝

(苏州大学能源学院、能源与材料创新研究院，江苏 苏州 215006)

1 引言

传统化石能源的使用往往伴随着对自然环境的破坏(NOx，SOx)，并且化石能源由于难以再生性严重影响了人类社会的可持续发展。各国都在致力于开发新能源，环境友好并且可再生的能源如太阳能、风能、潮汐能、地热能等。燃料电池(Fuel Cell)是一种将化学能直接转化为电能的电化学装置，并且转换效率高，产物为水，环境友好。传统技术依赖于将化学能先转换为热能或动能然后才转换为电能，而燃料电池则可以直接将化学能转换为电能，大大提高了转换效率，更加经济环保。但是，燃料电池的大规模应用所需要克服的技术难关仍有许多，例如电池成本，寿命以及燃料的存储等问题[1]。

燃料电池中氧气还原(Oxygen Rduction Reaction，ORR)反应需要催化剂的推动，但是由于ORR反应具有较高的过电位，导致燃料电池能量转换效率达不到理论值，所以提高氧还原反应速率是关键之举[1]，氧还原反应速率的提高，可以有效提高燃料电池工作效率。目前催化效率高，应用广泛的Pt基贵金属催化剂[2]，储量和年产量较少，价格居高不下，直接提高燃料电池的制造成本，严重限制燃料电池的大规模应用。所以寻找同时具备高性能和低生产成本的非贵金属催化剂成为研究重点。

非贵金属催化剂(Non-noble metal catalysts，NNMCs)，通常按照元素和所含化合物不同可以分为三大类：过渡金属化合物催化剂，过渡金属-氮-碳催化剂和非金属催化剂[3]。……