Over the past few decades, direct methanol fuel cells (DMFCs) have been intensively developed as clean and high-efficiency energy conversion devices. However, their dependence on expensive Pt-based catalysts for both the anode and the cathode make them unsuitable for large-scale commercialisation. The essential solution to addressing this shortfall is the development of low-Pt and non-Pt catalysts. Regarding this issue, considerable advances have been made with low-Pt alloys and core-shell-like catalysts, as well as non-platinum Pd–Me, Ru–Se and heat-treated MeNxCy-based catalysts. This perspective reviews potential pathways for increasing the cost-effectiveness and efficiency of these catalysts. Fundamental understanding of the composition–activity and structure–activity relationships, innovative synthesis, and promising developmental directions are highlighted. Regarding durability, the main degradation mechanism of these catalysts and the corresponding mitigating strategies are presented.

Electrocatalytic water splitting (EWS) for hydrogen production is considered an ideal strategy for utilizing renewable energy, reducing fossil fuel consumption, and addressing environmental pollution issues. Traditional noble metal electrocatalysts have excellent performance, but their cost is high. Developing efficient, stable, and relatively inexpensive dual functional electrocatalysts is crucial for promoting large-scale EWS hydrogen production processes. Herein, a simple one-step electrodeposition method was used to grow nickel–iron phosphorus-sulfides (NiFePS) on the surface of hydrophilic treated carbon cloth (CC). The resultant NiFePS/CC with a phosphorus to sulfur ratio of 1:4 exhibited the best electrocatalytic performance, requiring only −91 mV and 216 mV overpotentials to generate the current densities of 10 mA·cm−2 in hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER), respectively. When it was used as a bifunctional electrocatalyst to overall water splitting (OWS), a voltage of 1.536 V can generate a current density of 10 mA·cm−2. The excellent electrocatalytic performance can be ascribed to two factors: 1) the CC with excellent conductivity serves as a growth substrate, reducing the impedance of charge transfer from the electrode to the electrolyte and accelerating the electron transfer rate; 2) The large number of ultra-thin nanosheets formed on the surface of the catalyst increase the electrochemical specific surface area, expose more reaction sites, and thus improve the electrocatalytic reaction performance. This work provides a new approach for designing efficient non-noble metal electrocatalysts for water splitting.

With the increasing demand for living environment, high-performance self-cleaning coatings have become an urgent need in the development of new building industry. Herein, a TiO2-HAP-PVDF self-cleaning coating was successfully developed using a facile precursor mixing method, where porous hydroxyapatite (HAP) was used to facilitate the adsorption of pollutants, TiO2 served as photocatalyst to decompose pollutants, and polyvinylidene fluoride (PVDF) served as adhesive to combine TiO2 with HAP. Owing to the synergistic effect of superhydrophilicity and photocatalysis, the TiO2-HAP-PVDF coating displays outstanding self-cleaning performance. Furthermore, the as-fabricated coating attached to aluminum veneer not only resists mechanical abrasion such as rainwater, sand flow and sandpaper, but also exhibits good stability in the extremely temperatures from -196 to 150 °C, as well as in strong acid and alkaline solutions, and even presents satisfactory performance after 8000 hours of outdoor service test. These merits open exciting possibilities for the industrial application of self-cleaning coating.

The bottleneck limiting the wider application of Mg alloys with epoxy resin coating in the field of engineering materials are owing to their poor adhesion between Mg matrix and the epoxy resin coating. Here, we demonstrated a simple method for forming a epoxy resin/mineralized film composite coating. The effects of mineralized products coating on the corrosion resistance of Mg with epoxy resin coating were investigated. It was found that the corrosion resistance of Mg alloy with composite coatings are significantly enhanced. Moreover, this simple surface treatment method is promising to improve the adhesion between the epoxy resin and the matrix.