燃料电池专题系列4:燃料电池铂催化剂具备国产化能力

催化剂是核心部件,铂是唯一商业化的催化剂材料。催化剂对燃料电池电堆的功率和寿命有很大影响,是燃料电池的核心部件。质子交换膜燃料电池是低温燃料电池,工作温度不足100℃,是唯一能应用在汽车领域的燃料电池,但对催化剂的活性要求很高,目前铂是最理想的催化剂,也是唯一商业化的催化剂。目前通常用高比表面积的碳搭载铂纳米颗粒,然后将铂碳催化剂均匀分散在电极表面。

铂催化剂用量已经大幅降低,国内燃料电池汽车平均20g/辆。根据美国能源部数据,2006年燃料电池电堆需要铂催化剂1.1g/kw,随着技术的进步,铂的用量在逐步减少,2015年降到了0.2g/kw。不过该单位需求为实验室水平,为保障催化剂的活性和寿命,目前国际车企对铂的实际用量略高一些,约0.4g/kw。由于国内燃料电池尚未实现产业化,催化剂的实际用量要高于国际水平,平均20g/辆。

催化剂技术更新日新月异,不会成为制约燃料电池车发展的瓶颈。铂在催化中并未发生损耗,绝大部分可以回收,而且催化剂技术在不断进步,目前技术研发有两个方向:大幅降低铂的用量或采用新型催化剂,而且这两个技术发展路径很清晰,未来燃料电池汽车实现大规模量产时,铂的用量将远低于现有水平。

催化剂技术海外企业较为领先,国内尚处于实验室阶段,但具备国产化能力。在燃料电池催化剂领域,海外部分企业已经能够实现批量化生产,而且性能稳定,国内由于燃料电池产业化进程相对落后,大部分企业主要还是处于实验室阶段,具备国产化能力的企业主要有两类:1、贵研铂业,主业汽车尾气铂催化剂,与上汽集团共同研发燃料电池催化剂的研发;2、电堆研发实力较强的研究机构,主要是大连化物所、新源动力,以及清华大学、同济大学等高校。

风险提示:甲醇燃料电池车未进推荐目录;市场推广不及预期