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。
质子交换膜燃料电池催化剂的研究
质子交换膜燃料电池催化剂的研究一、综述质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种高效的能源转化设备，在便携式电子设备、电动车辆和固定式电站等领域有着广泛的应用前景。
其催化剂的性能是影响电池性能的关键因素之一，因此开发高效、稳定的催化剂对于提高PEMFC的性能至关重要。
质子交换膜燃料电池的催化剂主要分为阳极和阴极两种类型。
阳极催化剂主要负责氧化有机物质，将电子传递到外部电路；而阴极催化剂则负责回收质子，将电子传递到氧气。
市场上的PEMFC催化剂主要是铂基催化剂，但由于其价格昂贵和对硫等毒物的敏感性，限制了其在大规模应用中的推广。
为了提高催化剂的安全性和稳定性，研究者们从多方面进行了深入研究。
在催化剂载体方面，通过改变载体的物理性质，如孔径分布、比表面积等，可以有效地调节催化剂的电子结构和活性位点分布，从而提高催化剂的性能。
在催化剂的组成方面，除了进一步提高铂基金属纳米粒子的分散度和稳定性外，还可以通过引入其他金属元素或非金属元素来优化催化剂的组成，以达到提高催化活性和稳定性的目的。
新型催化材料的探索也是当前研究的热点之一。
一些非铂催化剂，如过渡金属硫族化物、氮化物等，因其具有与铂类似的催化活性和良好的储氧能力，引起了广泛的关注。
虽然这些新型催化材料的制备方法、催化机理和性能等方面还存在一定的问题，但随着研究的深入，有望成为新一代的PEMFC催化剂。
通过对质子交换膜燃料电池催化剂的综述，我们可以看到催化剂的性能直接影响到电池的性能和安全。
发展高效、稳定、安全的催化剂是PEMFC领域的重要研究方向。
随着新材料、新方法的不断涌现，我们有理由相信质子交换膜燃料电池的催化剂将会取得更大的突破，为推动能源转换和环境保护做出更大的贡献。
1.1 燃料电池简介当前，在众多研究和应用领域中，PEMFC主要被应用于交通运输工具（如汽车、公共汽车和卡车等）以及便携式电源（如笔记本电脑、手机和摄像机等产品）。
PEMFC的核心组件包括阳极、阴极和质子交换膜。
燃料电池的基本工作原理及主要用途
简述燃料电池的基本工作原理及主要用途1.燃料电池的工作原理燃料电池是一种按电化学原理，即原电池的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的能量转换装置。
其单体电池是由电池的正极(即氧化剂发生还原反应的阴极)、负极(即还原剂或燃料发生氧化反应的阳极)和电解质构成，燃料电池与常规电池的不同之处在于，它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐内，不受电池容量的限制，工作时燃料和氧化剂连续不断地输入电池内部，并同时排放出反应产物。
以磷酸型燃料电池为例，其反应式为：燃料极(阳极) H2→2H++2e-空气极(阴极) 1／2O2+2H++2e-→H2O综合反应式H2+1／2O2→H2O以上反应式表示：燃料电池工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气)，燃料(氢)在阳极被分解成带正电的氢离子(H+)和带负电的电子(e-)，氢离子(H+)在电解质中移动与空气极侧提供的O2发生反应，而电子(e-)通过外部的负荷电路返回到空气极侧参与反应，连续的反应促成了电子(e-)连续地流动，形成直流电，这就是燃料电池的发电过程，也是电解反应的逆过程。
2. 燃料电池的应用2.1能源发电燃料电池电站的每一套设备都包括了一整套采用天然气发电的电力系统。
分为以下几个分单元：①燃料电池组②燃气制备③空气压缩机④水再生利用⑤逆变器⑥测量与控制系统。
燃料电池组产生的直流电通过逆变器转换成电力系统所需的交流电。
各国工业界人士普遍对于燃料电池在发电站的应用前景看好。
2.2汽车动力目前，各国的汽车时用量均在不断增加，其排放的尾气已成为城市环境的主要污染源之一，特别是发展中国家，由于环境治理的力度不够，这一问题更加突出。
于是人们要求开发新型的清洁、高效的能源来解决这一问题。
质子交换膜燃料电池的出现，解决了燃料电池在汽车动力成本和技术方面存在的若干问题，使燃料电池电动车的开发和使用成为可能。
这种电池具有室温快速启动、无电解液流失、水易排出、寿命长、比功率与比能量高等特点，适合做汽车动力，是目前世界各国积极开发的运输用燃料电池。
法国研制超低铂含量的燃料电池电极
法国研制超低铂含量的燃料 电池 电极 该研究是在奥尔 良大学的格雷米实验室进行的， 利用磁控溅射技术 ， 将铂喷射到其 ＥＴｋ ． ｅ 气 体扩 散层上 。 铂的粒径 、 沉积结构及铂的重新分配都有利于氢气氧化还原反应效率的提高。 质子交换 膜燃料 电池电极铂的用量如此之少，并且达到了 ４０ Ｗ／ ２ ０ｍ ｃ 。利用 Ｎａｏ ２２与 Ｎ ｆ ｎ ｌ ｍ ｉ ｔｎ １ ａ ｏ ｔ５ ｉ 膜 分别 做实 验 ，相应 的燃料 电池 的 能量密 度达 到 了 ０４４．５ ／ 。 ． １ Ｗｒｍ － ２ ｃ 除 了性能的改进，这项技术成本低，易于工业化生成 ，对燃料电池有着促进作用。该项 技术制造的第一批产品将被命名为 “ Ｐ Ｌ ” Ｔ ２ ２ ，铂的含量为 ２ ｇ ｍ 。 ０／ ２ ｃ
史性 跨越 。
２ ６
研 究小组 利用 这种 新型 复合材 料制 造 出直径 １ ｒｍ、长 ５ １ｃ 的原型 神经 导 管，并 进 ． ５ ａ ￣ ５ｍ 行 了 比较测试 。结 果表 明 ，壳 聚糖聚 酯 无论 是在 干燥还 是 潮湿 的环境 下 ，都表 现 出稳定 的强 度 、弹性 和 耐压性 。在 类似 于人 体 内部 的潮 湿环 境 中 ，壳聚 糖 聚酯 导管 的抗 拉 力是 乳酸． 羟 基 乙酸共 聚物 制成 的导 管 的两倍 ，是胶 原 蛋 白导管 的八倍 。 这种 新型 复合材 料 不仅 可用于 神经 导 管的制 造 ，在 医用 辅 料 、心脏 移植 、肌 腱 、韧带 、 软骨、肌 肉修复以及其他生物医学领域都具有广泛的应用前景。
我国拥有了具 自主知识产权的新一代 电解技术 中国有色 金属 工业协 会 在 中国铝业 公司郑 州研 究院 召开科 技成 果鉴 定会 ，对郑研 院 “ 新 型结构电解槽工业试验研究” 科技成果进行 了鉴定， 一致认为：新型结构电解槽技术的开发 和工业试验的成功， 标志着我国铝 电解槽技术研究取得了革命性的重大突破， 使我国拥有 了 具有 自主知识产权的世界领先的新一代电解技术， 支撑我国由铝工业大国向铝工业强国的历
碱性直接醇燃料电池非铂阳极催化剂
研 究论 文 ：８ ０ ７ ７ ～８ ４
碱 性 直 接 醇燃 料 电池 非铂 阳极 催 化 剂
陈酉 贵 ， 庄 林 ， 陆君 涛
（ 汉 大 学化 学 与分 子科 学 学 院 ，湖 北 武 汉 ４ ０ ７ ） 武 ３０ ２
摘 要 ：以纳 米 Ｐ ， ｄＲ ， ｕ和 Ａ — ｕ为 碱 性 直 接 醇 燃 料 电池 非 Ｐ 阳极 催 化 剂 ， 察 了其 对 甲醇 、 ｄ Ｐ —ｕ Ａ ｕＲ ｔ 考 乙醇 和 乙二 醇 的 电 氧 化 性 能 ． 果 表 明 ，Ｐ 结 ｄ在 酸 中 对 醇 电 氧 化 的催 化 活性 很 低 ， 在碱 中 表 现 出 较 高 的催 化 活性 ， 波 电势 约 为 ０４Ｖ（ＳＲＨ ） 但 起 ． ＇ Ｅ ；引 Ｕ 入Ｒ ｕ助 催 化 剂 后 ， 波 电势 负 移 约 ０ １ Ｐ — ｕ 乙醇 的 电 氧化 表现 出很 高 的活 性 ， ０ ３ 起 ．５Ｖ； ｄＲ 对 在 ． ～０ ４Ｖ 电 势 范 围 内 其 活 性 为 ． Ｐ— ｕ的 ４倍 ． ｕ在 酸 中几 乎 不 催 化 醇 类 分 子 的 电 氧 化 ， 在 碱 中表 现 出一 定 的 催 化 活 性 ， 高 于 ０ ６Ｖ（ Ｓ Ｅ 的 电 势 范 ｔ Ｒ Ａ 但 在 ． ． Ｕ ＲＨ ）
Ａｎ ａ ｏ ｉ ｃ ｒｅ ｔ ｆａｃ ｈ ｌ ｘ ｄ ｔ ｎ ｃ ｎ ｂ ｂｅ ｖ ｄ ｉ ｌａｉｅａ ｏｅ ｔ ｌ ｐ ｓ ｉｅ ｔａ ６ Ｖ （ ＳＲＨＥ） ｎ ｄｃ ｕ ｒｎ ｌ ｏ ｉａｉ ａ ｅｏ ｓｒ ｅ ｎａｋ ｌ ｔｐ ｔｎ ｉ ｓ ｏ ｉｖ ｈ ｎ０． ｏ ｏ ｏ ｏ ｎ ａ ｔ ＇ Ｕ ．
围 内可 观 察 到 醇 氧 化 阳极 电流 ． ｕＲ Ａ — ｕ的催 化 活性 高 于 Ａ ， 起 波 电势 没 有 明 显 负 移 ， 可能 表 明 当 电势 不 足 够 正 时 醇 分 子 ｕ 但 这
燃料电池铂催化剂替代技术
燃料电池铂催化剂替代技术1. 概述燃料电池作为一种新兴的清洁能源技术，具有高能效、无污染、低噪音等优点，被广泛应用于交通运输、能源储备等领域。
然而，燃料电池的大规模商业化仍面临着一个重要问题，那就是铂催化剂的昂贵和稀缺性。
因此，寻找替代铂催化剂的技术至关重要。
2. 替代技术的研究进展2.1. 非铂过渡金属催化剂非铂过渡金属催化剂是目前替代铂催化剂的主要研究方向之一。
这些催化剂具有较低的成本和丰富的资源，可以有效降低燃料电池的制造成本。
常见的非铂过渡金属催化剂包括钴、镍、铁等。
然而，这些催化剂在活性和稳定性方面仍存在一定的挑战，需要进一步的研究和改进。
2.2. 金属氮化物催化剂金属氮化物催化剂是另一个备受关注的替代技术。
金属氮化物具有优异的电化学性能和较高的催化活性。
例如，过渡金属氮化物催化剂可以提供与铂催化剂相当甚至更好的催化活性。
然而，金属氮化物的合成工艺和稳定性仍需要进一步改进和研究。
2.3. 生物质催化剂生物质催化剂是一种环境友好、可再生的替代技术。
通过提取和转化生物质中的天然产物，可以制备具有催化活性的物质。
生物质催化剂可以降低催化剂的成本，并减少对稀有金属的需求。
然而，目前生物质催化剂的催化活性和稳定性仍需要进一步提高。
3. 替代技术的挑战与展望3.1. 催化剂活性和稳定性替代技术的关键挑战之一是催化剂的活性和稳定性。
铂催化剂在催化反应中表现出优异的活性和长期稳定性，因此替代铂催化剂必须具备相似的性能才能在实际应用中取得成功。
3.2. 制备工艺替代技术的另一个关键挑战是开发出能够大规模制备替代催化剂的工艺。
目前，许多替代催化剂的合成方法仍不够成熟，且缺乏可扩展性。
因此，需要进一步研究和探索高效、低成本的制备工艺。
3.3. 综合性能优化替代技术的发展还需要综合考虑催化剂的各项性能。
除了活性和稳定性外，催化剂的选择还应考虑与其他组件的相容性、导电性能等因素，以实现最佳的燃料电池性能。
4. 结论燃料电池铂催化剂的替代技术研究已经取得了一定的进展，但仍面临诸多挑战。
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。
质子交换膜燃料电池的研究开发及应用新进展
收稿日期:2002201207 作者简介:王凤娥(1972—),女,内蒙古自治区人,工程师,硕士,主要研究方向为信息调研。
Biography :WAN G Feng 2e (1972—),female ,engineer ,master.质子交换膜燃料电池的研究开发及应用新进展王凤娥(北京有色金属研究总院,北京100088)摘要:介绍了国内外研究质子交换膜燃料电池的整体现状及水平,从电催化剂、膜电极及其制备工艺、质子交换膜以及双极板等几个方面,综述了质子交换膜燃料电池在材料及部件方面取得的成绩及研究现状,概述了质子交换膜燃料电池目前在电动车、船舶、移动电源等方面的应用情况。
提出了我国质子交换膜燃料电池的发展方向。
关键词:质子交换膜燃料电池;电池材料;部件;研究开发中图分类号:TM 911.4 文献标识码:A 文章编号:10022087X (2002)0520383205State 2of 2arts of re search ,development and application ofproton exchange membrane fuel cellWAN G Feng 2e(General Research Instit ute f or Non 2f errous Metals ,Beiji ng 100088,Chi na )Abstract :Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC )is the clean energy with high efficiency.It has wide ap 2plication prospect in stationary power supply ,portable power supply ,special power source for military ,and es 2pecially in electric vehicle (EV )as driving power.The comprehensive state 2of 2arts of research on PEMFC at home and abroad are introduced according to the R &D about it in recent years.The advances and status of re 2search on materials and assemblies for PEMFC are also reviewed from the point 2of 2view of electrocatalyst ,mem 2brane electrode and its fabricating technology ,proton exchange membrane ,current collector ,etc.Moreover ,the application status of PEMFC in EV ,ship and portable power supply is summarized ,and the developing trend of PEMFC in China is presented.K ey w ords :proton exchange membrane fuel cell (PEMFC );material of fuel cell ;assembly ;R &D 燃料电池是一种将氢燃料和氧化剂之间的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。
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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 5 mol/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。
核－壳结构的研究由于贱金属容易溶于酸性介质，使掺杂了贱金属的催化剂的稳定性下降；为了避免这一现象，另一种降低铂载量的有效办法是制备核－壳结构双金属电催化剂，通过使用不同的金属做核，铂做壳，从而大大减少铂的使用量，由于这种特殊的核壳结构，两种金属之间的作用力会使催化剂的电催化活性以及稳定性大大提高。