登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
催化剂作为燃料电池核心材料之一,其国产化进展备受行业人士关注。
(来源:微信公众号“高工氢燃料电池” ID:weixin-gg-fcev 作者:马晓康)
据高工氢电调研了解,国内很多科研院所都开展了燃料电池催化剂相关研究,具备一定的研究基础。与产业发展结合来看,燃料电池催化剂实现量产问题也不大,企业拥有一定的设备投入资金和工艺优化能力就可以实现,但关键问题在于产线建成以后,生产出来的产品是否在各项性能指标方面满足真正的商业化需求。
燃料电池催化剂不同于一般的催化剂,对活性、稳定性、耐久性等各项性能指标要求很高,需要在不断使用过程中,经过不断测试、积累、完善,才能慢慢形成可以规模化生产的商用产品。而国内燃料电池尚处于起步阶段,为了避免风险,下游企业选用催化剂会优先选择经过实际验证的进口催化剂,当然也会去测试国产催化剂,但真正放心使用还需要一个过程。
整体来看,目前国内燃料电池催化剂要么仍然处于实验室研发阶段,要么企业能够建成产线,但还需要较大的运行成本及产出成本,才能真正实现严格意义上的良好运行。一些企业已经能够出产催化剂,可能通过测试用于推广,但真正能够被下游批量使用的还有待验证。
现阶段国内主要采用田中贵金属(TANAKA)、庄信万丰(Johnson Matthey)的催化剂,其中田中贵金属今年在国内市场增长很快,所占市场份额超过了庄信万丰(后文会详细分析两者市场策略及变化原因)。
业界关心的是,为什么国内燃料电池催化剂研究多、参与者也多,实际产业化进展却比较慢?国产催化剂与进口催化剂技术差距到底在哪,为什么会形成这种差距?国产催化剂技术发展趋势及市场前景又如何?
技术差距
众所周知,目前国内燃料电池的首要任务之一是提高功率密度。提高燃料电池的功率密度需要从提高性能与减小体积两方面着手。在性能方面,通过分析燃料电池极化曲线可知,通过降低活化极化、欧姆极化、传质极化等多方面入手提高燃料电池性能。提高燃料电池性能首先要降低活化极化,而活化极化主要与催化剂活性密切相关。
影响催化剂活性的因素有很多,如载体的性能(比表面积、孔结构、表面化学性质等)、催化剂中活性金属的含量和颗粒大小、活性金属在载体上的宏观和微观分布等。
国内外关于高活性、高稳定性催化剂的解决方案有很多,如何在降低铂使用量的基础上提高催化剂性能,非常有难度。目前国内企业研究以铂炭催化剂为主,同时储备铂钴催化剂(市场应用上则以铂炭催化剂居多,在外企的推动下,下游企业也开始应用铂钴催化剂)。
一名催化剂企业技术总监表示:“关于铂粒子的大小控制,国内外差距不大,但如何制备出比表面积高、导电性更好、稳定性更好的炭载体会存在差距。”
据了解,目前用于燃料电池催化剂的铂盐基本从国内购买,但碳粉完全依赖进口。碳粉价格便宜,长期进口不会存在什么问题。但从技术角度来看,国内科研机构对于碳材料的技术研究并不重视,基础非常薄弱,对于催化剂炭载体的研究制备会有影响。适用于燃料电池催化剂的碳粉,如同气体扩散层的碳纸及储氢瓶的碳纤维一样,是一个难以攻克的瓶颈问题。
此外,国内一位专注铂炭催化剂研究的教授告诉高工氢电,铂能否以纳米形式高度分散到炭载体上,国内差距也很明显。铂在炭载体上的高度分散是催化剂设计的一个很重要因素,可以提高铂的利用率、降低铂的用量,在催化剂设计时必须综合考虑炭载体的类型、疏水性、表面官能团等因素。在催化剂制备过程中,通常需要优化催化剂负载过程,对炭载体结构、表面性质进行处理,这些处理过程都会影响铂催化剂的分散性。
受限于多方面因素,目前国内铂炭催化剂活性与国际先进水平存在差距。为了达到商用要求,国内催化剂采用铂的含量普遍偏高。据了解,丰田Mirai燃料电池催化剂Pt含量为0.175g/kW,国内产品好的达0.3 g/kW,差的在0.4-0.5 g/kW(Pt含量指的是催化剂中阴阳两级的铂族金属总量)。美国DOE设定的2020年催化剂技术指标是铂族金属总量(两极总和)是0.125 g/kW,按照国内现有的技术水平,2020年难以达到。
值得注意的是,燃料电池在反应过程中,由于氧还原反应(ORR)的交换电流密度远低于氢氧化反应(HOR),一般极化损失主要来自于阴极侧(空气侧)。比较来看,阳极侧催化剂研发制备相对简单,铂用量已经降到比较低的程度,而阴极侧催化剂活性提高难度大,其铂用量通常比阳极侧催化剂每千瓦多出5-6倍。
所以,当前业界的研究重点是如何提高阴极侧催化剂的活性。
企业策略
从全球燃料电池催化剂市场来看,丰田燃料电池汽车用自己旗下公司的催化剂;现代燃料电池汽车用韩国公司的催化剂,该韩国公司已被优美科收购;本田燃料电池汽车用田中贵金属的催化剂;从中国市场来看,田中贵金属与庄信万丰在国内的市场拓展走在前列。这主要得益于两家公司在催化剂领域的长期积累与企业策略。
资料显示, 田中贵金属从1985年展开燃料电池催化剂研究,集结长年培育的贵金属催化剂技术及电化学技术,开发了PEFC的阴极(空气极)用高活性白金催化剂,以及阳极(燃料极)用耐一氧化碳(CO)毒害特性的优良白金合金催化剂。
2018年,田中贵金属投资约40亿日元扩大位于神奈川县的开发制造燃料电池用电极催化剂的FC催化剂开发中心。在毗邻田中贵金属工业湘南工厂内原有的FC催化剂开发中处,增设总建筑面积约3000平方米的制造出货大楼和存放仓库大楼,将生产能力提高约7倍。
一名知情人士表示:“田中很早开始研发燃料电池催化剂,与日本重视发展燃料电池有关。田中扩充产能意味着对未来市场的看好,目前中国客户占田中的业务份额比较大,也应该是其接下来比较看重的市场。田中的燃料电池催化剂产品系列非常多,还可以根据客户要求开发定制化产品,这是其他厂商难以比肩的。”
庄信万丰于1817年在伦敦设立,是一家全球性专用化学品公司,致力于发展催化剂、贵金属和专用化学品核心技术。早在上个世纪60年代美国航空上用的催化剂产品,就由庄信万丰提供,在燃料电池催化剂上的研究与生产也非常早。在中国市场,无论是企业还是科研机构购买庄信万丰催化剂产品的非常多。
值得一提的是,目前庄信万丰卖给中国市场的催化剂产品是经过市场验证的早期产品,生产基地在北美。由于燃料电池催化剂整体市场容量并不大,对于公司的利润贡献小,庄信万丰的业务重心更多放在膜电极上,其膜电极产品上的催化剂技术更为先进。前段时间亿华通发布的科创板招股说明书上显示,公司膜电极产品就采购自庄信万丰。
高工氢电了解到,庄信万丰早在2000年就在英国设立了膜电极工厂。多年以来,庄信万丰膜电极业务一直在持续开展,并未因市场波动而停滞,目前北美及欧洲多家量产燃料电池公司都是其客户。在国内,庄信万丰与巴拉德膜电极渐渐形成PK之势。
对比田中贵金属与庄信万丰,国内企业大多于近几年才开始展开燃料电池催化剂的研发,积累显然严重不足。而作为一款车用产品,必须符合车用标准,也必须在车上经过反复不断验证才算获得真正的认可,这一点是国产催化剂最缺乏的。
一名资深业内人士表示:“比较国内外企业,最大的不同在于,中国企业基本都围绕政策转,很少公司有自己的可持续发展的战略。国外公司涉足者没那么多,仅少数几家坚定看好未来发展前景,自负盈亏搞研发,即便在没有市场的情况下,也在持续地长期投入。也正是因为长期的坚持,才能在燃料电池风起时占据技术高地。”
业界都希望催化剂能够尽快批量国产化,不然对整个燃料电池行业发展都不利。只不过,在国内基础材料研发薄弱、政策导向强、企业商业化宣传浓厚的环境下,行业显得比较浮躁。
“国内催化剂不是做不起来,如果能脚踏实地做事情,同时企业人员、设备、资金投入能跟上,与终端应用紧密结合,相信能较快地做出性能指标还不错的产品。”上述资深业内人士说,当然由于当前整个燃料电池市场容量并不大,这其中存在很多的不确定性,很可能要等进口产品应用成熟稳定了,国产才慢慢进入。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,6月4日下午4时,在临港区碳纤维产业园民用复材区上空,一架四旋翼氢动力无人机轻盈悬停、垂直起降,姿态稳定,标志着四旋翼氢动力无人机成功实现威海首飞。这架无人机由科泰克(山东)特种装备科技有限公司(以下简称“科泰克”)和深圳氢蓝时代动力科技有限公司(以下简称“氢蓝时
6月5日,银川市人民政府关于印发《苏银产业园高质量发展实施方案(2025-2027年)》的通知,通知指出,聚焦硅基、碳基材料,高性能纤维材料等领域,依托20GW异质结单晶材料智慧工厂等项目,加速布局新一代异质结专用切片、电池、组件、钙钛矿等光伏材料产业。原文如下:银川市人民政府办公室关于印发《苏
北极星氢能网获悉,近日,氢动科技河南氢动“氢车万里行”活动发车仪式在郑州海尔产业园内隆重举行。本次活动由河南氢动与宇通商用车联合主办,携手飞洁冷链(客户单位)、天宏城配(运营单位),共同启动氢燃料冷藏物流车的规模化示范运营,标志着河南省氢能绿色冷链物流发展逐步走向市场化、规模化。
北极星售电网获悉,6月5日,宁夏银川市人民政府办公室关于印发《苏银产业园高质量发展实施方案(2025-2027年)》(以下简称《方案》)的通知。《方案》指出,以新能源开发利用为牵引,以绿电园区建设为支撑,积极推进源网荷储、分布式微能网、虚拟电厂等新型电力系统建设,构建绿电直供、绿色算力、绿色
2025年,交通运输体系的绿色低碳转型成为政策焦点之一,是推动高质量发展的重要抓手。在“双碳”目标与国七排放标准升级的双重驱动下,氢燃料电池技术被列为重型车辆零碳转型的重要路径。美国戈尔的GORE-SELECT®质子交换膜凭借其高效能、耐久性等特性,将推动氢燃料电池的应用发展,成为重型车辆行业
北极星氢能网获悉,近日,四川省经济和信息化厅发布《四川省氢能产业中长期发展规划(2025—2035年)》,其中指出:到2027年,全省累计推广应用氢燃料电池汽车超4000辆,打造1—2条氢能轨道交通示范线;有序推进制氢、加氢基础设施建设,累计建成加氢站(含制氢加氢一体站)超40座,打造1—2个可再生能
北极星氢能网获悉,6月4日,安徽省第二批氢能环卫车交付运营仪式在六安市金安区举行。明天氢能公司向福龙马集团六安子公司交付新车钥匙,标志着安徽省第二批氢能环卫洗扫车正式交付运营。在六安市发展氢能产业的坚定路线下,明天氢能与福龙马集团强强联合,双方共同努力在当地打通了氢能源环卫车辆应用
日前,河南平顶山市政府印发《平顶山市空气质量持续改善实施方案》。方案提出,推进重点行业污染深度治理。全市新建(改扩建)火电、钢铁、水泥、焦化项目要达到超低排放水平。水泥、焦化企业按要求基本完成有组织和无组织超低排放改造。2025年9月底前,钢铁、水泥、焦化企业力争完成清洁运输超低排放
北极星氢能网获悉,今年以来,川维化工紧抓重庆市“西部氢谷”建设、西部陆海新通道“氢走廊”发展机遇,做好氢气产销工作,5月氢气产品销量超50吨,创氢能生产装置投产以来月度新高,重庆地区市场占有率超80%。川维化工是“成渝氢走廊”重庆片区的主要源头生产企业,采用中国石化自主成套技术,利用天
北极星储能网获悉,6月3日消息,福建省科学技术厅等四部门关于组织申报2025年高校产学研联合创新项目的通知,新材料方向包括,锂离子电池、燃料电池等关键材料及工程化技术;电池梯级利用与绿色回收技术;乏燃料后处理技术;先进锂离子电池、动力锂离子电池凝胶聚合物电解质、高离子电导率和高稳定的无
北极星售电网获悉,近日,重庆市能源局发布关于市六届人三次会议第1243号代表建议办理情况的答复函。答复文件明确,重庆实施“百万千瓦屋顶部署推进”光伏式和“千乡万村驭风”行动,截至2025年3月,全市风电、光伏发电装机规模分别达到256万千瓦、352万千瓦,新能源装机将从“十三五”末提升6.3%至16.
6月5日上午,同兴科技与惠生工程(中国)有限公司(以下简称“惠生工程”)战略合作签约仪式在同兴科技合肥运营中心举行。惠生工程副总裁吕建宁、产品技术中心副总经理杨继海、新能源高级经理徐敏,同兴科技董事长郑光明、副总经理吕文彬、CCUS事业部副总经理黄钟斌等出席并见证。惠生工程成立于1997年
北极星氢能网获悉,近日,浙江省科技厅正式批复认定由浙江德创环保科技股份有限公司(以下简称“德创环保”)牵头、绍兴文理学院共同组建的“浙江省制氢用离子膜功能材料与技术重点实验室”。该实验室的成立标志着浙江省在氢能关键材料领域取得重要进展,将为我国绿色氢能产业链的自主可控发展提供关键
2025年,交通运输体系的绿色低碳转型成为政策焦点之一,是推动高质量发展的重要抓手。在“双碳”目标与国七排放标准升级的双重驱动下,氢燃料电池技术被列为重型车辆零碳转型的重要路径。美国戈尔的GORE-SELECT®质子交换膜凭借其高效能、耐久性等特性,将推动氢燃料电池的应用发展,成为重型车辆行业
2014年4月15日,习近平总书记在中央国家安全委员会第一次会议上,创造性提出总体国家安全观,之后又相继提出一系列具有原创意义的新理念新思想新战略,推动中国特色国家安全理论和实践实现历史性飞跃。特别是习近平总书记站在国家发展和安全战略全局的高度,提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略
六月长风起,市场佳讯传,东方电气中标一批重点项目,扬帆起航赴新程。中标大唐南电创新发展示范项目主机设备近日,东方电机、东方汽轮机成功中标大唐南电二期2×745兆瓦燃气轮机创新发展示范项目商业机组设备。本项目的顺利实施将进一步推动我国H/J级燃气轮机自主化进程,提升我国重大装备制造水平,
在钢铁行业绿色转型的浪潮中,一项名为“烧结烟气CO催化氧化协同减污降碳”的创新技术正在引发行业震动。近日,宝武环科、宝武水务大气治理事业部(欣创环保)(以下简称“大气事业部”)宣布,其牵头并协同宝钢股份、马钢有限、北京华电光大研发的烧结烟气CO催化氧化协同减污降碳技术取得重大突破,在
近日,云南省发展改革委依托省级重大项目清单,建立2025年云南省重点民间投资项目库,共纳入382个项目,总投资3456.62亿元,覆盖能源工业、能源以外工业、农业、文化旅游、数字经济、商贸物流、交通、社会事业、生态环保等行业领域。其中包含新安硅材料(瑞丽)有限公司1-4#炉余热综合利用发电项目、临
北极星氢能网获悉,2025年5月25日上午9点18分,岚泽能源大丰港年产30万吨绿色甲醇项目总图运输标段正式拉开建设序幕,并在项目所在地江苏盐城举办总图运输标段的开工仪式。项目建设方江苏岚泽能源科技有限公司(以下简称江苏岚泽)、施工方中国化学工程第六建设有限公司(以下简称六化建)、监理方上海
日前,威海市生态环境局、威海市新闻出版局联合印发《威海市印刷行业挥发性有机物综合整治实施方案》。详情如下:威海市生态环境局威海市新闻出版局关于印发《威海市印刷行业挥发性有机物综合整治实施方案》的通知威环发〔2025〕27号各区市生态环境部门、新闻出版部门:现将《威海市印刷行业挥发性有机
——记大唐环境托克托项目部的使命担当与创新之路五月繁花似锦,劳动精神熠熠生辉。在广袤的塞外草原上,有一支常年与风沙为伴、与环保共行的团队——大唐环境托克托项目部。他们以“守护蓝天白云”为使命,扎根内蒙古能源腹地,用技术创新与实干担当,书写了电力环保领域的绿色答卷,成为今年五月大唐
国氢科技紧跟国家“双碳”目标引领构建氢能全产业链生态布局全国6大核心制造基地从研发创新到规模化生产这些基地如何赋能绿氢时代?让我们一探究竟!国家电投华中氢能产业基地国内规模最大、产品链最完整的氢能产业基地依托长江经济带区位优势,打造“制-储-运-用”一体化闭环自主研发的质子交换膜突破
北极星氢能网获悉,随着《中华人民共和国能源法》正式实施,明确了积极有序推进氢能开发利用,促进氢能产业高质量发展。当前,氢能产业正在我国加速培育,制备、储运、加氢、燃料电池等主要技术不断突破,基础设施建设加快进行,产业规模日益壮大。在制造业基础雄厚的江苏张家港,一条氢能“制、储、输
2月6日,全球催化剂龙头庄信万丰(JohnsonMatthey)与汽车供应商巨头博世签署合作协议,双方已同意就零排放氢技术开发展开长期合作,加速未来项目推进。此次合作协议明确了双方开发和生产燃料电池用(Carbon-CoatedMembrane,简称CCM)催化剂涂层膜的意图。庄信万丰(JohnsonMatthey)于1817年建立现在于
全省规模以上工业发电量、全社会用电量、“西电东送”电量分别增长10.6%、10.9%、22.9%;集中式光伏并网和在建规模均居全国前列;电力总装机突破1.5亿千瓦、绿电占比超90%……在2025年云南省政府工作报告中,2024年能源“成绩单”让人振奋。云南是全国重要的绿色能源基地和“西电东送”基地。过去一年
北极星氢能网获悉,近日,有投资者在投资者互动平台提问贵研铂业:全国多地开始布局氢能源,重庆出台措施加快推进氢燃料电池汽车示范应用,请问贵司在氢燃料电池催化剂上是否已形成批量供货的能力。贵研铂业于1月13日在投资者互动平台表示,公司氢燃料电池催化剂目前已进入实验室放大阶段,正在持续推
据北极星氢能网不完全统计,今年三季度以来,科润新材料、海德氢能、宏景智驾等多家氢能公司获得融资。详情如下:氢芯动力完成天使轮融资2024年7月,江苏氢芯动力科技有限公司成立。当月,氢芯动力完成天使轮融资,投资方包括山东高速集团、张家港产业资本、中车氢能等。氢芯动力注册资本为1.3亿元,是
北极星储能网获悉,7月10日,大连市发展和改革委员会发布对市政协十四届三次会议第0054号提案的答复。文件提出,推进储能产业关键核心技术攻关与成果转化,加强多场景示范应用。依托我市储能技术和产业基础发展的优势,全面提升各类储能技术和装备研发的能力及水平,加快推进先进成果在我市落地转化。
北极星氢能网获悉,5月17日,由同济大学牵头承担的国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项“车用高温度高性能质子交换膜燃料电池电堆研制”项目启动暨实施方案论证会在嘉定校区召开。同济大学副校长、中国工程院院士童小华,国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心能源与交通项目处处长蒋志君等出
北极星氢能网获悉,12月22日,安徽省六安市大气污染防治工作领导小组办公室印发《六安市“十四五”应对气候变化规划》。文件提出发展高效低成本氢储能技术,支持开展燃料电池催化剂等关键电极材料开发。支持开展质子交换膜纯水制氢、固体聚合物电解质电解水制氢等技术研发,发展耦合可再生能源电力的高
12月1日,优美科位于中国的首个大型燃料电池催化剂工厂在常熟举行了奠基仪式。比利时王国驻上海总领事颜博诺、常熟市委书记周勤第出席奠基仪式。优美科燃料电池催化剂(常熟)有限公司是比利时优美科集团在常熟投资设立的全资子公司,同时也是集团在欧洲以外唯一的业务总部。随着绿氢的日益普及,氢燃
充电区有足足18个篮球场大,拥有142个充电车位,充电最快仅需10分钟,单次换电仅需5分钟。11月17日,中国石化首座超级充换电综合能源站——安徽石油大众综合能源站在合肥投营,该站集加油、充电、换电、光伏、储能等功能于一体,是中国石化目前充电终端数量最多的站点。其中由充电车棚变身而来的光伏发
近日,青岛市工业和信息化局、市财政局等八部门联合印发《青岛市支持新能源汽车产业发展政策清单(第一批)》,旨在更好发挥政策引导作用,进一步优化青岛市新能源汽车产业发展环境。文件共18条,从支持新能源汽车整车生产企业增产提效、新能源汽车产业补链强链、氢燃料电池汽车产业发展、新能源汽车推
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!