张月皎，朱越洲，李剑锋

厦门大学化学化工学院，福建 厦门 361005

1 引言

作为一种能将燃料中的化学能直接转换为电能的装置，燃料电池(Fuel cell)由于其能量密度大、转换效率高、环保无污染、燃料种类及来源多样等优点，在航天航空、交通运输、移动通信等领域具有广阔的应用前景1-5。按导电离子类别可分为酸性燃料电池、碱性燃料电池(AFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)等类型，酸性燃料电池还可细分为质子交换膜燃料电池(PEMFC)、直接甲醇燃料电池(DMFC)和磷酸型燃料电池(PAFC)等。

燃料电池的阳极通常发生H2或有机小分子(如甲醇、甲酸等)的电氧化反应过程，产出电子；阴极则为O2得到电子质子生成水或OH的还原反应过程，即氧还原反应(ORR)。在反应过程中，阳极上有机小分子的电氧化过程中往往会产生CO中间物种，容易对催化剂产生毒化作用而影响催化效率6,7。而阴极上的氧还原反应(ORR)是一个涉及多电子、多步基元的反应，中间产物较多(包括、、OH*等)，动力学过程相对缓慢，过电势较高，导致电池性能损失较大8-11。此外，作为燃料电池重要的组成部分，电极材料和电解质本身的性质也会对燃料电池性能的发挥产生明显的影响。所以，为了开发具有高活性、高稳定性、抗毒化能力强的新型燃料电池电催化剂，人们在对电极材料和电解液性质进行分析表征的同时，也须对电极界面催化反应的机理进行深入的研究，通过对表界面催化反应机理和构效关系的揭示，指导高效电极材料、电解液以及电催化剂的理性设计和应用，促进燃料电池的发展12,13。……