高耐久性低铂氧还原催化剂的设计与开发

赵路甜，王佳，王易，方海峰（中国汽车技术研究中心有限公司，中国汽车战略与政策研究中心）

摘要：氢燃料电池汽车被视为零碳交通的最终解决方案。近年来，关键组件的技术不断迭代，使其能够满足短途交通运输的基本需求。然而，未来多样的商业应用场景对制造成本和电堆这一核心组件的耐久性提出了更高的要求。燃料电池的阴极Pt基催化剂在本质上可以提高电堆的功率密度，但其高昂的价格成为电堆成本增加的主要原因，降低Pt的含量同时提高催化性能已成为催化剂的重要研究方向。然而，一旦Pt含量降低，催化剂的耐久性就会面临新的挑战。因此，设计和开发高耐久性低Pt催化剂对于提升电堆和燃料电池汽车的寿命至关重要。本文从分析Pt基催化剂的催化反应机理以及在燃料电池汽车实际工况下低Pt催化剂的衰减机理出发，重点基于Pt活性位点的优化探讨了提升其耐久性的原理。此外，对现有研究成果进行了综述，最后展望了未来高性能低Pt氧还原催化剂的设计和开发方向。

关键词：燃料电池汽车；质子交换膜燃料电池；氧还原反应；高耐久性低铂催化剂