燃料电池具有能量密度高(>1000 Wh kg-1)、输出电流密度大(105～106 A m-2 数量级)、绿色环保等优点，尤其是H2-O2 燃料电池，能量密度在3600 Wh kg-1 以上，是人类最理想的能源使用方式之一，因为氢能是最清洁的能源。因此，燃料电池在电力、航天、新能源汽车等领域具有广泛应用前景。然而，目前商业H2-O2 燃料电池存在下列问题：(1) 价格昂贵。电极采用白金(Pt)作为催化剂，Pt 在地球上探明的储量约4 万吨，资源稀缺，导致电池价格昂贵，不能大规模商业应用；(2) 电池使用寿命短(～2500 h)。因催化剂催化活性衰减，导致电池的使用寿命缩短，不能满足实际应用需求(>5000 h)。
本研究方向旨在解决目前商业H2-O2 燃料电池成本高、催化剂催化活性不稳定的问题。通过寻找廉价易得的非Pt 材料来替代Pt 作为催化剂，从而降低电池成本，并在纳米尺度上调控材料的催化活性位点，提高催化剂催化活性的稳定性。因此，本方向的研究内容主要包括Pt 替代材料的制备、表征、ORR 性能测试、膜电极和电池的组装及性能评估。