山西
质子交换膜燃料电池（PEMFCs）是一种清洁、可持续的移动交通能源。最近，由于其高能量可扩展性和较低的基础设施要求，它们在重型车辆（HDVs）中的应用引起了越来越多的兴趣。然而，为了满足HDV应用对效率和长期耐用性的严格要求，PEMFCs通常采用相对较高的铂族金属（PGM）负载量（＞0.2 mgPGM/cm2）。
图1-1. Pt负载量、催化剂活性和稳定性之间的权衡关系
PGM负载量的增加极大增加了堆和系统成本，超过了美国能源部（DOE）为商业可行性设定的60美元/kW的目标。在保持高性能和耐用性的同时减少PGM负载量仍是HDV燃料电池面临的核心挑战。基于此，加州大学洛杉矶分校黄昱教授团队利用金属氧化物-Pt相互作用，并利用强CeOx-Pt相互作用来设计一种具有优异耐久性的CeOx@Pt催化剂结构。
图1-2.碳负载CeOx@Pt的合成与结构表征
在低总PGM负载量（0.1 mgPGM/cm2）下，CeOx@Pt/C催化剂在具有挑战性的HDV耐久性测试（90000次加速压力测试循环）后，表现出了较高的燃料电池性能（8.8 kW/gPGM）和稳定性（功率保持率为90%）。通过CeOx@Pt/C催化剂，作者展示了Pt成本从M2FCT目标（降至9美元/kW）降低了70%以上，突出了其在重型应用中实现稳定且具有成本效益的燃料电池系统的潜力。
图1-3. CeOx@Pt/C和商业Pt/C的MEA性能及稳定性
图1-4.在HDV条件下稳定性增强而进行的后稳定性表征
Sparsely Dispersed CeOx-Stabilized Pt Nanoparticles Overcome Pt Loading-Durability Trade-Off for Highly Durable Heavy-Duty Fuel Cells. J. Am. Chem. Soc.,2026, https://doi.org/10.1021/jacs.5c21294.
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