进一步降低能源及化石燃料的消耗,并在低碳发展方面取得进展,对于行业来说是非常至关重要和迫切的。氢能将会在炼钢、重型卡车、航运和水泥生产等行业的低碳减排方面发挥关键作用。最近,中国宣布的碳中和决策,正鼓励着交通、发电厂和其他相关行产等主要排放行业,为低碳发展采取行动。目前,氢燃料已在长途载重卡车的脱碳战略中起着关键性作用,因为使用氢作为燃料比使用柴油作为燃料更便宜。相比较于传统的内燃机,质子交换膜燃料电池（PEMFCs）,因其具有功率密度高、电池运行温度低以及无碳排放等诸多优点,已被广泛认为是最高效的燃料电池之一。然而,PEMFCs在世界范围内的商业化,却被受制于作为阳极和阴极催化剂的铂（Pt）的高昂成本。无论是阳极反应还是阴极反应,尤其是阴极的氧还原反应（ORR）,其反应动力学都很缓慢,这在近十年来引发了人们对提高催化活性和降低催化剂成本的广泛研究。为了减少Pt的用量并保持其足够的活性,一个理想的策略是将Pt与过渡金属（如Cu、Fe、Ni、Co等）合金化。本文采用简单的多元醇法制备了Pt Cu/C和Pt Cu Fe/C催化剂,并通过电化学去合金处理,提高了催化剂的ORR活性。具体内容如下:1.具有高催化性能和低负载铂的去合金Pt Cu/C催化剂的合成,被报道在本文中。去合金的Pt Cu/C-10催化剂的质量活性,比使用相同电化学条件处理得到的商业Pt/C催化剂高5.0倍。对于经过电化学去合金的Pt Cu/C催化剂,测定了其组成和形貌,结果表明在Pt Cu合金核上形成了富铂壳层结构。由于Cu的不断溶解,还导致了Pt Cu金属纳米颗粒的晶格应变发生变化。在X射线粉末衍射图中,通过观察衍射峰的位移,可以发现去合金处理导致了催化剂晶体结构的变化。2.通过采用简单的多元醇合成策略,并在经过加热退火处理后,制备了一种极具前景的低铂载量的Pt Cu Fe三元合金催化剂。通过在酸性电解质溶液中进行电化学去合金处理,富铂壳层被暴露在Pt Cu Fe合金纳米颗粒表面上。高分辨透射电子显微镜（HRTEM）和X射线光电子能谱（XPS）分别揭示了Pt Cu Fe纳米颗粒的元素组成和表面化学状态。经研究发现,电化学去合金处理的条件,对氧还原反应（ORR）的电催化活性有显著影响。随着非贵金属（Fe或Cu）的溶解,Pt Cu Fe催化剂的ORR活性有着显著的提高,同时耐久性也有所提高。在0.90 V（vs.RHE）下,D-Pt2Cu Fe/C-150催化剂的质量活性为0.99 A mgPt-1,其质量活性是商业TKK催化剂（Pt3Co/C）的2.9倍。此外,D-Pt1Cu Fe/C-150在5000圈的耐久性循环测试后的质量活性损失仅为7.6%,而TKK催化剂在相同条件下的质量活性损失则达到了29.4%。该研究为合理设计具有优化的电子结构的去合金铂基催化剂提供了一个直观和有价值的见解。