催化剂PEM 电解槽的电催化剂研究主要是Ir、Ru等贵金属/氧化物及其二元、三元合金/混合氧化物，以钛材料为载体的负载型催化剂。当前的阳极铱催化剂载量在1 mg/cm2量级，阴极Pt/C催化剂的Pt 载量约为0.4~0.6 mg/cm2 。意大利研究团队制备的 Ir0.7Ru0.3Ox 催化剂在阳极催化剂总载量为1.5 mg/cm2时，电解池性能可达3.2 A·cm–2@1.85 V。Giner公司研究团队制备出的 Ir0.38/WxTi1-xO2 催化剂在Ir载量为0.4 mg/cm2时的全电池性能达到2 A·cm–2@1.75V，Ir用量仅为传统电极的1/5。膜电极上的铂族催化剂总负载量应降低到0.125 mg/cm2。
美国可再生能源国家实验室、Giner 公司合作研发了多种金属**框架（MOF）材料催化剂，价格仅为传统催化剂的 1/20，其中 Co-MOFG-O 催化剂在 0.01 A/cm2 下的过电位为 1.644 V(vs. RHE)，在半电池衰减实验中的性能优于传统 Ir 催化剂，但尚未开展全电池测试。
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