典型的燃料电池动力系统车上布局如图4所示，可采用底板布局或前舱布局。
图4 燃料电池动力系统车上布局
2 燃料电池关键材料与部件
2.1电催化剂
电催化是燃料电池的关键材料之一，其作用促进氢、氧在电极上的氧化还原过程。研究新型高稳定、高活性的低Pt或非Pt催化剂是目前的热点。
2.1.1 Pt-M催化剂
Pt-Co/C、Pt-Fe/C、Pt-Ni/C等二元合金催化剂，在提高稳定性的同时，也提高质量比活性，还降低了贵金属的用量。如Chen等制备了高活性与高稳定性的电催化剂（图5）。
图5 Pt3Ni纳米笼结构ORR催化剂形成过程
2.1.2 Pt核壳催化剂
利用非Pt材料为支撑核、表面贵金属为壳的结构，可降低Pt用量，提高质量比活性。如中国科学院大连化学物理研究所制备的Pd@Pt/C核壳催化剂，其氧还原活性与稳定性好于商业化Pt/C催化剂（图6）。
图6 PdPt核壳催化剂质量比活性与稳定性与商业化催化剂比较
2.1.3 Pt单原子层催化剂
制备Pt单原子层的核壳结构催化剂是一种有效降低Pt用量、提高Pt利用率，同时改善催化剂的ORR性能的方式。美国国家实验室Adzic的研究组和海交通大学张俊良等在这方面比较活跃。
2.1.4 非贵金属催化剂
非贵金属催化剂的研究主要包括过渡金属原子簇合物、过渡金属螯合物、过渡金属氮化物与碳化物等。在这方面，各种杂原子掺杂的纳米碳材料成为研究热点，如N掺杂的非贵金属催化剂显示了较好的应用前景。
2.2 固态电解质膜
车用燃料电池中质子交换膜（PEM）是一种固态电解质膜，其作用是隔离燃料与氧化剂、传递质子（H+）。目前常用的商业化质子交换膜是全氟磺酸膜，其化学式如图7所示。
图7全氟磺酸Nafion膜的化学结构
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