非铂低铂燃料电池催化剂的研究进展
水电解制氢阴极低铂催化剂、阳极低钌催化剂,燃料电池氧还原低铂催化剂
水电解制氢阴极低铂催化剂、阳极低钌催化剂,燃料电
池氧还原低铂催化剂
在燃料电池中，氢气和氧气在催化剂的作用下产生化学反应，释放出能量和水，成为一种高效、清洁的能源选择。
然而，传统的燃料电池中使用的催化剂往往含有大量的贵金属，如铂和钌，造成了成本高昂和资源浪费的问题。
因此，研究开发低成本、高效的催化剂成为了燃料电池领域的重要研究方向。
近年来，研究人员开发出了一系列水电解制氢阴极低铂催化剂和阳极低钌催化剂，以及燃料电池氧还原反应（ORR）低铂催化剂，在减少贵金属使用的同时实现
催化效率的提高。
水电解制氢阴极低铂催化剂通常采用碳材料负载的铂纳米粒子作为催化剂，在优化催化剂的表面形态和晶格结构等方面进行改进，如采用异丙醇还原法制备高晶质度铂纳米粒子，并通过表面改性等手段提高其催化活性和稳定性，使其具备较高的催化性能。
阳极低钌催化剂则采用铑钌合金或铁镍钴等低成本的过渡金属作为催化剂，通过改变催化剂的晶格结构和电子结构等方式，提高催化剂的活性和稳定性，从而实现催化反应的高效进行。
燃料电池氧还原反应（ORR）低铂催化剂则采用过渡金属氮化物、碳材料负载
的铁、钴等金属作为催化剂，通过合成方法和表面改性等手段，提高催化剂的活
性和耐久性，从而实现在低铂甚至无铂条件下，实现催化效率的提高和长时间的催化稳定性。
总之，低成本、高效的催化剂的开发对于推动燃料电池技术的进一步发展和推广具有重要意义。
低铂催化剂
低铂催化剂
低铂催化剂是指含有较低铂含量的催化剂，通常用于替代传统的高铂催化剂，以降低成本、减少资源消耗并提高可持续性。
以下是关于低铂催化剂的一些特点和应用：
1. 铂含量较低：低铂催化剂通常指铂含量低于传统铂催化剂的催化剂。
其目的是减少对稀有和昂贵的铂资源的需求，并降低生产成本。
2. 改良催化剂结构：为了保持较低的铂含量同时保持催化活性，低铂催化剂通常采用新的催化剂结构设计和制备方法。
例如，采用合金化、纳米结构、多孔材料等来增强催化活性和稳定性。
3. 提高催化效能：低铂催化剂的研究和开发旨在提高催化效能，以满足广泛的应用需求。
这包括在能源领域的燃料电池、催化转化和环境保护等方面的应用。
4. 应用于燃料电池：低铂催化剂在燃料电池中得到广泛应用。
通过优化催化剂的组成和结构，可以降低燃料电池的运行温度，提高电化学活性，并减少对铂资源的需求。
5. 汽车尾气净化：低铂催化剂也用于汽车尾气净化系统中，用于减少有害气体的排放，如氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）。
这些催化剂可以提高尾气处理系统的效率和耐久性。
总体而言，低铂催化剂在提供催化活性的同时降低了对昂贵铂资源的依赖，具有广泛的应用前景。
通过优化催化剂的设计和制备方法，可以实现更可持续的催化过程，促进可持续发展和环境保护。
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碳基非金属催化剂研究进展
碳基非金属催化剂研究进展金属和金属氧化物作为催化剂被广泛应用于材料生产和很多重要工业生产。
但贵金属催化剂如Pt成本高，选择性低、耐久性差、易发生气体中毒，对环境造成了不利影响。
寻找能够减少或替代贵金属引起了关注。
在2009年，发现一种地球上丰富存在的碳材料被认为是一种高效、廉价、非金属可替代燃料电池中铂的新型催化剂。
在这个快速发展的领域里，这篇综述提供了一个重要的观点，包括有效碳基非金属催化剂的应用，特别强调杂原子掺杂碳纳米管和石墨烯对于清洁能源转换和储存，环境保护和重要的工业生产，并概述了在这领域的关键挑战和未来的机会。
标签：碳材料，非金属催化剂1.引言氧还原反应（ORR）、吸氧反应（OER）及析氢反应（HER）三个看似简单的反应确是清洁、可再生能源技术的关键，如燃料电池，电池和水分解过程。
然而，催化剂需要促进HER对于氢燃料的生产，ORR在燃料电池中的能量转换和OER对金属-空气电池的储能。
金属基催化剂特别是贵金属（铂、铱和钯）或金属氧化物，通常用于这些反应中。
然而，金属基催化剂有几个显著的缺陷，包括低选择度、耐久性差，易气体中毒，与对环境的消极影响。
此外，贵金属的高成本阻碍了可再生能源技术大规模的商业应用[1]。
2.碳基非金属作为ORR催化剂阴极上的ORR是限制燃料电池能量效率的关键步骤。
这种反应需要大量的铂催化剂，因此占燃料电池总成本的很大一部分。
铂纳米粒子长期以来一直被认为是ORR最佳的催化剂，但是铂的高成本和稀缺性，阻碍了它的使用实现燃料电池的商业应用。
在2009年，发现氮掺杂的垂直排列的碳纳米管（V A-CNTs）是优于碱性介質中铂对ORR的催化性能并且没有CO的失活和燃料渡越效应。
氮掺杂碳纳米管对于ORR的催化机理基于密度泛函B3LYP研究理论（DFT）并结合实验数据利用量子力学计算的。
计算发现掺杂诱导电荷重情况促进了O2和电子转移的化学吸附。
随后，氮掺杂石墨烯也被认为是一种有效的无金属催化剂。
现代化工研究进展论文
燃料电池电催化剂研究综述摘要催化剂是燃料电池的关键材料之一，其性能的好坏决定燃料电池的使用性能和使用寿命。
近些年来，科学工作者在提高电催化剂性能和降低铂催化剂使用量方面做了大量的研究工作。
本文对低铂催化剂和非铂催化剂的研究进展进行了综述。
关键词：燃料电池；低铂催化剂；非铂催化剂；钯催化剂19世纪是蒸汽机时代，20世纪是内燃机时代，21世纪将是燃料电池的时代。
近年来，随着能源危机的加剧，燃料电池作为一种绿色的新能源受到越来越多的关注，美国《时代周刊》曾将燃料电池技术列为21世纪的高科技之首。
我国科技中长期计划中，多处把燃料电池放在重要的发展方向上。
燃料电池技术被认为是解决现在能源问题的很有希望的途径之一。
1 燃料电池的特点燃料电池之所以受世人瞩目，是因为它的不可比拟的优越性，主要表现在效率、安全性、可靠性、清洁度和良好的操作性能等几个方面[1]。
（1）能量转换效率高。
它的能量转换效率不受卡诺循环的限制，不存在机械能做功造成的损失。
与热机或发电机相比，能量转换效率极高，汽轮机转换的效率最大值为40-50%，热机带动发电机时效率为35-40%，而燃料电池的效率达60-70%，理论转换效率达90%，实际使用效率是内燃机的二至三倍。
（2）发电环境友好。
对于氢电池而言，发电后的产物只有水，可实现真正的零排放。
在航天系统中可生成水，供宇航员使用，液氧系统可作为供应生命保障的备用品。
燃料电池按电化学原理发电，不经过热机的过程，不会产生传统方式中常见的二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等污染物。
如果采用太阳能光解制氢，可完全避开温室气体的产生。
燃料电池工作安静，适用于潜艇等军事系统的应用。
（3）模块结构，方便耐用。
燃料电池发电系统由各单电池堆叠至所需规模的电池组构成，电池组的数量决定了发电系统的规模，各个模块可以更换、维修方便、可靠性高。
（4）响应性好，供电可靠。
燃料电池发电系统对负载变动的响应速度快，故无论出于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行，它都能承受且效率变化不大。
工业催化反应的研究进展
工业催化反应的研究进展随着工业的发展，催化反应技术在工业中的应用越来越广泛。
催化剂能够提高反应速率，降低反应温度，提高反应选择性和反应产率等，在工业中扮演着不可或缺的角色。
工业催化反应研究在提高反应效率和降低工业生产成本方面做出了重要贡献。
一、氧化反应催化剂的研究进展氧化反应中最广泛应用的催化剂为铜基氧化催化剂。
其它催化剂也被广泛研究，如NiO、Co3O4、Fe2O3等。
研究表明，NiO催化剂具有高的催化活性和选择性，可广泛应用于CO的氧化、乙烯的氧化和CH4的催化部分氧化反应。
Co3O4催化剂主要应用于CO和CH4的氧化合成气反应，其活性与物理、化学性质的关系被广泛研究。
Fe2O3催化剂主要应用于烷基化和氧化反应，具有高的反应活性和选择性，也被广泛研究。
研究表明，纳米材料在氧化反应催化剂研究中有广泛应用。
纳米材料具有高比表面积和相对活性，能够提高反应效率和降低催化剂用量。
纳米材料的制备方法包括物理合成、化学合成等，其应用研究为氧化反应催化剂的研究提供了新思路。
二、加氢反应催化剂的研究进展加氢反应广泛应用于石油化工、医药、食品、化妆品等工业领域。
催化剂的选择和优化以及反应条件的控制，对于提高反应效率和产率至关重要。
催化剂的研究主要集中在金属催化剂（如铂、钯、铜等）和无机催化剂（如氧化钒、氧化钼等）中。
其中，铂、钯等贵金属催化剂具有高的反应活性和选择性，可广泛应用于加氢反应中。
氧化钼催化剂具有广泛的催化活性，可应用于加氢脱氮、脱硫等反应中，它的催化活性是由于其特殊的晶体结构和表面性质所决定的。
研究表明，纳米材料在加氢反应催化剂研究中也发挥了重要的作用。
纳米铂催化剂表现出较高的催化活性和选择性，料化合成方法也成为制备其催化剂的主要方法之一。
三、脱氢催化反应的研究进展脱氢反应广泛应用于石油化工和化学制品加工等工业领域。
以铂、镍等金属催化剂为主，研究表明，催化剂的活性、选择性和稳定性等都与其晶体结构和表面性质密切相关。
催化剂研究现状及应用
催化剂研究现状及应用催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质，它可以在反应中不改变自身数量的情况下，提高反应速率甚至改变反应产物。
催化剂在化工、能源、环保等领域具有广泛的应用，因此催化剂的研究一直备受关注。
一、催化剂研究现状1. 催化剂种类催化剂种类繁多，可以按功能分为酸性催化剂、碱性催化剂和金属催化剂等。
酸性催化剂主要是指能够在化学反应中释放出质子的物质，如固体酸（比如氧化铝）、液态酸（比如硫酸）以及负载酸（比如磷酸负载在二氧化硅上）。
碱性催化剂则是指在化学反应中释放氢氧根离子的物质，如氧化锌、氧化镁等。
金属催化剂由金属元素组成，包括贵金属催化剂（如铂、钯、铑等）、过渡金属催化剂（如镍、铬、钨等）以及过渡金属氧化物催化剂。
2. 催化剂制备技术随着科学技术的不断发展，催化剂制备技术也得到了长足的进步。
传统的催化剂制备技术有沉淀法、浸渍法、共沉淀法等，这些方法制备出的催化剂质量较为稳定，但产能较低、能耗较高。
而现如今，随着纳米技术、微波技术、等离子体技术的应用，催化剂的制备技术也得到了革命性的提升。
这些新技术不仅可以极大地提高催化剂的活性和选择性，而且还可以降低制备成本，提高生产效率。
3. 催化剂研究领域目前，催化剂的研究领域涵盖了许多不同的方向，如新型催化剂的设计合成、催化剂表面结构与性能的研究、催化剂的反应机理研究等。
设计合成新型催化剂是为了解决传统催化剂的活性不高、选择性不好、使用寿命短等问题，通过新材料、新结构的设计合成，可以提高其活性和选择性，降低成本，提高使用寿命。
催化剂表面结构与性能的研究是为了寻找更好的催化性能以及降低催化剂的毒化作用，这需要对催化剂的表面结构进行详细的研究，并寻找更好的表面改性方法。
催化剂的反应机理研究则是为了深入理解催化剂在化学反应中的作用机理，从而为设计更高效的催化剂提供理论基础。
二、催化剂应用1. 化工领域催化剂在化工领域的应用非常广泛，涉及到有机合成、烃转化、氧化反应等多个方面。
铂粒子尺寸越小催化剂的性能越好吗
铂粒子尺寸越小催化剂的性能越好吗
2016-04-24 13:17来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
极小尺寸铂纳米粒子与核壳结构催化剂的示意图
纳米技术的发展引起了催化剂领域的研究热潮，人们将贵金属粒子做成纳米级别，发现在同等催化效率的前提下，贵金属的用量大幅降低。
理论上讲，贵金属粒子尺寸越小，其比表面积越大，参与催化反应的活性位点越多，那是否意味着粒子尺寸越小，其催化性能就越高呢？
以铂催化剂为例。
的确有大量案例表明，随着铂粒子尺寸降低，其活性得到了极大的提升，但这并不意味着铂粒子越小越好。
催化剂的活性是很多因素的综合结果，铂粒子的尺寸只是其中之一。
最近，科学家在研究燃料电池中的铂催化剂时发现，随着铂粒子尺寸降低，整个催化剂的活性反而大幅下降，这与理论推测背道而驰。
进一步深入研究发现，铂粒子尺寸太小时会进入载体孔洞内部，无法参与催化反应。
所以较为准确的说法应该是：参与反应的铂的比表面积越大，整体催化剂的活性越高。
基于这一思路，科学家设计了一种核壳结构，即用贱金属或其他低成本的物质做核，然后在其表面沉积一层铂，整个复合颗粒的尺寸略大于载体的孔洞。
一方面减少了铂用量，另一方面又避免了铂粒子进入载体孔洞内部而失效，同时由于铂层很薄，还保留了纳米粒子的特性，因而整体催化性能很高。
以下是小尺寸铂纳米粒子催化剂与核壳结构催化剂的示意图。
图a中小纳米粒子一部分负载在碳载体表面，还有大量的进入碳的孔洞中无法参与催化；图b 是制得的核壳结构，因整体尺寸大于碳载体孔洞，所以能绝大部分分布在表面。
新型能源催化剂的研究进展
新型能源催化剂的研究进展近年来，全球温室气体排放趋势呈现上升趋势，环保成为一个备受关注的话题。
而新型能源催化剂的研究，代表着现代能源技术的最新进展之一。
本文将介绍新型能源催化剂研究的发展历程、现状及展望。
发展历程新型能源催化剂研究起源于1970年代的燃料电池技术，属于分子尺度化学的范畴。
而催化反应的本质是通过降低反应活化能来加速化学反应的过程，成为人们利用能源原料的有效途径。
燃料电池技术中，催化剂可以促进氢氧化物的电解，产生电能。
而在汽车和工业等领域，催化剂可以促进燃料和氧气的反应，实现高效率的能量转换，同时大大减少温室气体等有害物质的排放。
新型能源催化剂研究的发展离不开纳米技术、化学合成技术、计算机模拟技术等的支持，它们使催化剂的制备、表征和性能测试更加精细、高效、深入。
催化剂的理论研究和实验研究也形成了互相支持、循环发展的格局。
现状目前，新型能源催化剂已经应用于多个领域。
在燃料电池领域，铂基催化剂已成为电堆中最常见、最有效的催化剂之一。
但是铂的生产成本在过去几年里一直在攀升，而且铂基催化剂在制备和使用过程中都存在一些困难。
为了解决这些问题，研究者们开始寻找替代铂的新型催化剂。
其中最重要的一类就是非贵金属催化剂。
由于非贵金属催化剂成本低、储量丰富且不会引起环境问题，因此受到越来越多的关注。
最近的研究还包括了蛋白质酶、有机小分子化合物等非金属催化剂。
例如，质子交换膜燃料电池中氧还原反应催化剂的研究方向已经从Pt/C转向了非贵金属复合物催化剂。
在化学催化领域，金属有机框架催化剂、共价有机催化剂等新型催化剂的研究也在快速发展，它们在催化剂设计和合成方面都有创新性。
展望尽管新型能源催化剂已经有很多成果，但是仍存在着很多问题和挑战。
未来的研究方向包括提高催化剂的选择性、稳定性和活性，同时也要考虑催化剂的适用范围和经济性。
继续推进对新型催化剂的基础理论研究，并与工程实践相结合，将是新型能源催化剂研究的未来发展方向。
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非铂低铂燃料电池催化剂的研究进展集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]非铂、低铂燃料电池催化剂的研究进展低温燃料电池是直接以化学反应方式将燃料的化学能转换为电能的能量转换装置，是一种绿色的能源技术，对解决目前我们所面临的能源危机和环境污染问题具有重要意义，美国《时代周刊》将燃料电池列为21 世纪的高科技之首；在我国的科技发展规划中，燃料电池技术也被列为重要的发展方向之一。
催化剂是燃料电池中关键材料之一，催化剂的成本占到燃料电池成本的 1/3。
铂被证明是用于低温燃料电池的最佳催化剂活性组分，但使用铂做为燃料电池催化剂也存在如下严重问题：（1）铂资源匮乏；（2）价格昂贵；（3）抗毒能力差。
目前通过合金来改善催化剂的研究有碳负载的铂钌合金催化剂PtRu/C，以及添加有其他促进成分的 Pt/C 和 PtRu/C 催化剂等。
为了有效降低燃料电池的成本，主要采用集中两个方面研究来降低铂载量：（1）开发非铂电催化剂；（2）开发研制低铂电催化剂。
本文就此对近年来的研究现状进行综述。
1 非铂催化剂非铂催化剂在酸性直接醇类燃料电池中的研究非铂催化剂的研究，主要采用钯基或钌基掺杂其他金属制备催化剂，近年来，研究人员用了多种方法制备了各种活性组分高度分散的钯基催化剂，在催化燃料电池的阴极氧还原反应（ORR）中显示了可与铂基催化剂相媲美的效果。
同时，作为直接甲酸燃料电池（DFAFC）和直接乙醇燃料电池（DAFC）的阳极催化剂，也显示了诱人的应用前景。
以下从影响催化剂性能的几个因素对近年来的相关工作进行讨论。
催化剂的组成直接影响其性能。
Colmenares 等合成用 Se修饰的Ru/C 催化剂 (RuSey/C) 应用于直接甲醇燃料电池（DMFC）阴极催化，结果表明在～ V 电压下，Se 的加入促进了氧还原并减少了生成 H2O2的趋势；少量甲醇的存在对于 RuSey/C 催化氧还原影响较小，说明这类催化剂具有较好的抗甲醇性能。
Jose' 等合成了两种非铂催化剂 Pd-Co-Au/C 和Pd-Ti/C，在质子交换膜燃料电池氧还原中的活性与现在常用的Pt 催化剂活性相当。
Shao 等制备了 Pd-Fe/C 系列催化剂用于氧还原反应，结果表明 Pd3Fe/C 氧还原活性比商业催化剂Pt/C (ETEK)好。
Wang 等采用有机溶胶法合成了 PdFeIr/C 催化剂，研究表明 Fe 和 Ir 的添加，大大增加了催化剂的分散性，从而提高了催化剂的活性，该催化剂表现出较高的氧还原能力和较好的耐甲醇性能。
Mayanna 等合成了不同组成的 Ni-Pd合金膜催化剂，并研究了在硫酸环境中的甲醇电氧化性能，发现与纯 Ni 相比其阳极峰电流明显增大，合金化以后其表面积增加了近 300 倍。
制备方法与合成条件对催化剂性能的影响显着。
Shen 等利用微波交替加热法制备了 Pd/MWCNT 电催化剂，发现在碱性溶液中显示了良好的甲醇催化氧化性能，与 Pt/C 相比，氧化电位负移了 100 mV 左右。
同时他们还研究了多种氧化物对Pd/C 催化氧化多种醇类（甲醇、乙醇、乙二醇等）的促进作用，发现在碱性溶液中 Pd-NiO/C 对乙醇的氧化与Pt/C 相比负移了 300 mV 左右。
他们用类似方法合成了 AuPd-WC/C 复合催化剂，并研究了在碱性条件下对乙醇氧化的电催化行为。
发现与相同催化剂载量的 Pt/C 催化剂相比，乙醇氧化的起始电位负移了 100 mV 左右，峰电流密度增加了 3 倍左右，而且还显示了良好的稳定性。
徐常威等用水热法分解蔗糖制备出表层富含羟基功能基团的碳微球, 再利用羟基把 Pd 离子固定在碳微球表面, 然后使用化学还原方法, 使 Pd 纳米颗粒还原后附着在碳微球上。
研究了碳载 Pd 对甲醇和乙醇在碱性溶液中的电化学氧化活性, 结果显示, 乙醇于碱性溶液中在碳载 Pd 上其催化活性好于甲醇, 同时碳微球负载的催化剂的催化活性也远远好于碳粉负载的催化剂。
他还利用阳离子化氧化铝为模板电沉积法合成了 Pd 纳米系列，发现其乙醇氧化的催化活性不但要比传统的 Pd 膜电极高，而且其稳定性和活性也远高于商业化的 E-TEK PtRu/C 电催化剂。
Zhang 等采用嵌电位沉积法将铂单层修饰到 Pd/C 表面，考察了催化剂在氧还原反应中的机理和性能，结果表明将铂单层修饰到合适的金属纳米表面将会得到非常好的氧还原催化剂，另外，采用这种方法，可以将铂载量大幅度降低，而 Pt/Pd/C 电极的 Pt 质量比活性比纯铂催化剂高出 5～8 倍；贵金属 Pt＋Pt 质量比活性比纯铂催化剂高出 2 倍。
Ma 等利用引入 PVP 聚合物的方法，合成了 Pd 纳米颗粒，发现合成的纳米颗粒与块状 Pd 循环伏安行为明显不同，热处理后显示了很高的甲醇电氧化活性。
探寻好的催化剂的制备方法一直都是研究者所关注的方向。
活性组分配比对催化剂性能的影响明显。
Shao 等考察了将 Pd 单层修饰在不同的金属 M（Ru，Rh，Ir，Pt, 和 Au）制得催化剂的性能，在直接甲醇燃料电池中，表现在高甲醇溶液中具有高氧还原能力和很好的耐甲醇性能。
Li等制备了Pt3Pd1/C 系列催化剂用于 ORR，实验结果表明由于在Pt-Pd/C表面有富含的 Pt ，从而大大提高了催化性能，这个结果与密度函数理论（DFT）计算结果，即在研究 O2在 Pt-Pd 簇和物表面吸附溶解过程中，由于 Pd 原子的存在使得 O2容易入溶于 Pt位的结果相吻合。
Pd 的加入不仅仅增大了 Pt 的粒径，也改变了金属纳米颗粒在碳载体表面的分散情况，这样大大提高了ORR活性。
合适的原子配比对催化剂活性影响重大。
Pd 基催化剂在甲酸氧化中的研究Pd 基催化剂不仅比 Pt 便宜，而且 Pd 资源储量丰富，虽然Pd 对氧还原（ORR）催化活性不如 Pt 好，但是 Pt/Pd 合金能够在一定程度上缩小 CO 中毒作用。
Capon 等很早就研究了Pd 对甲酸氧化的电催化性质，发现甲酸在 Pd 与 Pt 上电氧化最大的不同是在 Pd 上只有一个氧化峰，这是因为 Pd 对甲酸的氧化是通过直接反应途径进行的。
Rice 等证实了用 Pd 做阳极催化剂的性能用于甲酸做燃料比用于甲醇氧化活性好很多。
催化剂载体对催化剂活性影响很大。
Masel 等发现非碳载 Pd 催化剂和 Pd/C 催化剂能够克服 CO 中毒效应，因此，对甲酸氧化有较高的电催化性能。
非碳载 Pd 在30 ℃的直接甲酸燃料电池（DFAFC）中，Pd 的载量高达 8 mg/cm2时，产生的最大功率密度为 271 mW/cm2。
Zhu 等报道了非碳载的 Pd 和Pt 分别做阳极和阴极催化剂输出功率密度分别为 76 mW/cm2和 99 mW/cm2。
制备方法对催化剂性能的影响显着。
Liu 等通过微波辅助多羟基化过程制备了 Pt/C 和 Pd/C 催化剂，用透射电子显微镜法(TEM)和 X 射线衍射光谱法(XRD)对催化剂进行了表征，Pt 和 Pd 纳米粒子的平均粒径分别是 4 nm 和 5 nm，发现 Pd/C催化剂比 Pt/C 催化剂对甲酸表现更好的电催化氧化活性。
Wang 等采用有机溶胶法制备催化剂 Pd2Co/C 和 Pd4Co2Ir/C，与 Pd/C 催化剂相比，Pd2Co/C 和 Pd4Co2Ir/C 催化剂的甲酸氧化峰电位分别负移了 140 mV 和 50 mV，显示出较高的电流密度。
在电压为 V 时，Pd4Co2Ir/C 催化剂电流密度高达 mA/cm2，是 Pd/C 催化剂的 2 倍，是商业 Pt/C 催化剂的6 倍。
助剂的添加可以改善催化剂性能。
Wang 等合成出合适原子比例的 Pd–Ir/C 催化剂，尽管 Ir 对甲酸氧化没有活性，但是掺杂了 Ir 的 Pd–Ir/C 催化剂对甲酸氧化活性高于纯 Pd/C催化剂 13％，而且甲酸氧化峰电位负移了 50 mV，这是由于 Ir可以减弱 CO 在 Pd 上的吸附，从而促进了 Pd 通过直接路线氧化甲酸的活性。
甲酸浓度对催化剂性能有影响。
Ha 等组装了2 cm×× cm 微型空气 DFAFC，燃料电池成功地在甲酸浓度为～10 mol/L 间运行，而且性能几乎无衰减，室温下电极输出的电流密度高达 250 mA/cm2，功率密度高达 33 mW/cm2。
Ha等研究了 Pd/C 和 Pd 黑随甲酸浓度性能的变化情况，当甲酸浓度由 5mol/L 增加到 20 mol/L 时，Pd 黑的性能严重衰减，然而 40%Pd/C 催化剂在 DFAFC 中受甲酸浓度的影响非常小，当甲酸浓度由 5 mol/L 增加到 10 mol/L 时 40％Pd/C 催化剂在电极电位低于 V能量密度几乎没有衰减，甲酸浓度增加到 mol/L 时，活性有少量衰减，但没有 Pd 黑衰减的厉害，而且还发现 20％Pd/C 和 Pd 黑催化剂在甲酸浓度为mol/L 时能量密度相当，而 20％Pd/C 载量只是 Pd 黑 mg/cm2)的一半。
2 低铂电催化剂由于非铂催化剂活性太低而无法取代铂基催化剂，很多研究工作集中到低铂电催化剂的研究，主要有两个方面降低铂载量：(1)采用 Pt 与其他金属的合金化；(2)采用 Pt 单层修饰其他金属或者核壳结构的方法。
Pt 与其他金属的合金化Sasaki 等采用电沉积法制备了低铂含量的电催化剂PtRu/C。
Liao 等制备了三组分合金化 PtRuIr/CNT 催化剂，由于 Ir 的加入不仅大大增加了分散性，也使得金属颗粒尺寸小至 nm，催化剂 PtRuIr/CNT 具有非常好的甲醇氧化活性。
Wang 等合成了 Pt–Se/C 催化剂，元素 Se 的加入，大大促进了 Pt 的分散性，使粒子尺寸小到 nm，催化剂对氧还原活性可与 Pt/C 催化剂相当，更为重要的是 Pt-Se/C 催化剂具有很好的耐甲醇性能。
Srivastava 等合成出 Pt-Cu-Co 三元合金纳米电催化剂，对于氧还原催化活性可以提高 4～5倍，达到 A/mgPt。
Wen 等考察了低铂载量催化剂 AlxPty/C 不同颗粒尺寸在阴极催化时对单电池性能的影响。
Neburchilov 等制备了四组元的 PtRuIrSn 催化剂，应用于直接甲醇燃料电池阳极催化，Pt 含量低至 mg/cm2。
Zhang报道了一类新氧还原电催化剂，包含 Pt 和其他过渡金属 (M＝Ir，Ru，Rh，Pd，Au，Re 或Os) 单层沉积在 Pd(111) 单晶或载 Pd/C 纳米颗粒, 这类新的电催化剂与纯 Pt 催化剂相比对于氧还原催化具有很高的活性和较低的 Pt 含量。