随着环境和能源问题的日益突出，开发清洁、高效的新能源成为了全世界的研究热点，其中，氢能是未来最理想的一种清洁能源。质子交换膜燃料电池以氢气为燃料，具有环保、充电快、自重轻、能量密度高等独特优势，在交通运输、小型固定能源、军事以及便携通讯领域有着广阔的应用前景。在交通运输方面，氢燃料电池汽车是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。目前低温氢燃料电池催化剂存在的主要问题一是Pt的大量应用致使催化剂的价格较高，二是催化剂容易出现CO中毒现象，从而导致催化剂的活性与稳定性降低。CeO2由于有氧化还原离子对(Ce3+/Ce4+)，因而具有独特的氧化还原性能，较高的储存释放氧能力，被广泛应用于多项催化反应中。通过我们前期的研究中发现，CeO2作为低温氢燃料电池催化剂Pt/C的助催化剂，可以通过以下催化原理达到显著提高催化效果的目的：（1）CeO2与Pt的协同效应，Ce4+的离子半径比较小，并拥有4个正电荷，使得CeO2表面呈现出较高的电荷密度，产生较强的电场。因此在CeO2表面容易发生对水化学吸附，并离子化产生活性氧(OH-)，解除COads对Pt表面的毒化。（2）CeO2与Pt的电子效应，CO与Pt之间能形成稳定的σ-π键，使得CO的脱附和氧化变得极为困难。CeO2的加入使得这种成键的电子组态被破坏，减少了CO脱附和氧化所需的能量，进而增强催化剂活性。（3）CeO2的储氧性能， CeO2含有大量氧空位，能以可逆的方式释放和接受氧物种，从而具有储氧/释氧功能，进而能促进Pt上吸附的-COads的氧化。我们前期的研究发现CeO2可以将催化剂Pt/C的活性提高3—4倍，稳定性提高到原来的2—3倍，而CeO2与其他氧化物例如ZrO2复合可以进一步提高Pt/C催化剂的活性到原来的6倍，同时稳定性也进一步提高。本催化剂催化活性及稳定性明显高于目前常用的Johnson Matthey公司的Pt/C催化剂，催化剂中的Pt含量可由商业Pt/C催化剂的50%Pt降低到10%Pt，膜电极成本明显低于国内外同类企业，在降低膜电极成本的同时显著提升电极的催化性能。技术介绍：用氧化铈作为助催化剂提高催化剂的催化活性，降低Pt含量，进而降低催化剂成本。产品：本催化剂催化活性及稳定性明显高于目前常用的Johnson Matthey公司的Pt/C催化剂。催化剂中的Pt含量可由商业Pt/C催化剂的50%Pt降低到10%Pt，膜电极成本明显低于国内外同类企业。 【展开】 【收起】