钯铁电极的循环伏安曲线
质子交换膜燃料电池(PEMFCs)至今没有实现规模化生产的主要原因之一是成本太高, 其中催化剂占了相当大的比例, 因为目前广泛使用的催化剂是以铂为主的催化剂. 为降低铂金属的用量,将其与过渡金属元素(如钴、镍、铁等)组成二元、三元合金催化剂或使用非铂材料受到了广泛的研究.
在阴极氧还原反应催化剂中, Shao等报道了钯铁合金催化剂具有很强的氧还原催化活性, 当钯铁原子比为3：1时,其氧还原催化活性甚至要强于铂. 然而, 这些非铂合金催化剂的稳定性的研究还相当有限.
中山大学物理科学与工程技术学院沈培康等人分别在酸性和碱性溶液中,结合旋转圆盘电极技术和电化学石英晶体微天平技术原位考察了钯铁合金催化剂对氧还原反应催化活性的稳定性. 发现在酸性溶液中, 钯铁合金催化剂对氧还原反应的催化活性不稳定,原因是钯铁合金催化剂在酸性溶液中发生电化学/化学溶解;在碱性溶液中, 覆盖在电极表面的钯铁合金催化剂的质量及电化学活性面积在电化学扫描过程中不发生明显变化, 保持对氧还原反应的催化活性, 证明钯铁合金催化剂在碱性介质中非常稳定.