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低温燃料电池是被誉为是最具有大规模商业化生产前景的一类燃料电池，因为它具有能量转换效率高、环境友好、可移动、条件温和等优点。低温燃料电池又包括质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和直接酸类燃料电池。到目前为止，这些燃料电池均使用铂及其合金作为其有效的催化剂，铂资源的匮乏和成本昂贵直接制约了燃料电池大规模商业化应用。因此，开发低铂载量高催化性能催化剂显得及其重要。本文从催化剂的制备技术、载体、以及催化剂的结构出发，探索了燃料电池阳极和阴极低铂类催化剂，有效的减少了贵金属铂的用量。针对燃料电池阳极，我们采用了原位的方法制备了石墨烯负载钴的纳米颗粒，通过钴纳米粒子和氯铂酸之间自发的置换反应，制备了石墨烯负载的空心结构铂纳米颗粒。拉曼光谱（Raman Shift）表明所制备的石墨烯具有较高的完整结构，层数在510层之间。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）表明铂纳米颗粒为空心结构而且在石墨烯上具有很好的分散性。甲醇的电催化氧化实验表明所制备的石墨烯负载铂空心纳米粒子（Pt-H-G）在起峰电位和比质量活性上均优于商业化碳黑载铂催化剂（Pt/C）。针对阴极，我们采用了一种很简易的方法成功的合成了Pt/Mn3O4/CNTs三层结构复合催化剂。四氯铂酸钾在一定温度下被Mn3O4还原，生长在Mn3O4的表面；同时让Mn3O4纳米粒子包覆在碳纳米管的表面，利用碳纳米管来构筑三维的导电网络来解决铂在金属氧化物表面电子传输问题。SEM和TEM表明所制备的Pt/Mn3O4/CNTs的确为三层复合结构，而且铂在Mn3O4表面分散良好。氧还原测试表明其性能优于商业化碳黑载铂催化剂（Pt/C）。加速老化实验表明所制备的这种三层复合结构催化剂没有达到预期的效果，X射线光电子能谱进一步表明这种催化剂稳定性不好的原因是载体中的碳纳米管（CNTs）存在较为严重的碳腐蚀。