氫燃料電池催化劑是什么？

在燃料電池的電化學反應中，主要涉及兩個反應，分別是陽極的氫氧化（HOR）和陰極的氧還原（ORR）。

陽極的電化學反應過程很快，陰極的反應過程緩慢，為提高燃料電池的整體反應效率，需要用到催化劑來提高陰極的反應速率。目前市場應用的主流催化劑是碳載體上擔載鉑的Pt/C催化劑。

鉑作為貴金屬應用在催化劑中，使得催化劑成本居高不下，鉑的價格上漲導致氫燃料電池成本增加。我國的鉑儲量也不算豐富，無法依靠增加鉑的開采量來降低催化劑的生產成本。

在無法“開源”的情況下，國內企業選擇了探索“節流”的道路。

如何在保持高活性催化的同時降低鉑的使用量，提高催化劑的利用率，成為國內相關企業技術發展的重點。

研究表明，通過優化催化劑的結構和組分，可以在保持催化活性的同時，降低鉑金的用量。

雖然我國的氫燃料電池催化劑研發速度較為緩慢，國外企業也對我們進行著技術封鎖，但目前仍有許多企業已經在催化劑研究方面取得了進步。

武漢喜瑪拉雅

喜瑪拉雅已經完成燃料電池用催化劑、膜電極、雙極板等關鍵材料的研發和生產能力的建設。

公司表示，當前Pt/C催化劑日產能力已經達到200g，催化劑粒徑2-3nm之間；電化學活性面積可達到90m2/g，量產的Pt/C催化劑主要包括40wt%、50wt%、60wt%、70wt%幾種規格，具有高活性、穩定性強、成本低的優勢。

貴研鉑業

2022年6月，貴研鉑業全資子公司貴研新材料與億華通簽訂了戰略合作協議，在燃料電池催化劑產品研究開發和鉑資源回收等領域積極尋求合作機會。目前，貴研新材料的燃料電池催化劑相關產品仍處于實驗室階段。

雄安新動力

今年2月，雄安新動力稱，公司目前首條公斤級氫燃料電池催化劑生產線已經完成試生產。產品為60%質量分數的Pt/C催化劑。其電化學活性面積和質量比活性分別高達84.7m2/g和199A/g，該指標均達到或者超過國際一線催化劑同類產品參數，符合設計使用要求。

格林美

今年1月，格林美表示公司成立了氫電池材料研究中心，研發汽車用氫燃料電池催化劑材料，主要致力于鉑碳催化劑、鉑鈷合金催化劑、鉑鈷核殼結構催化劑的開發。其所開發的Pt/C催化劑與行業頭部企業同系列產品性能相當。同時格林美還與國際頭部車企開展氫燃料汽車智能拆解、電堆拆解、提取鉑等貴金屬技術的研究。

通過這幾家企業近年來發布的消息可以看出，大部分企業的進度仍在實驗室研發階段，不過其中也有企業實現了小規模的量產，催化劑的國產化替代指日可待。

現階段我國早已邁出催化劑國產化的第一步，但未來的大批量應用仍是萬里長征。

雖然我國的企業致力于催化劑國產化發展，也初見成效，不過由于燃料電池的快速發展，對于催化劑的需求也是水漲船高，僅依靠國產尚且不能滿足市場需求。因此，田中貴金屬、莊信萬豐、優美科等外企仍占據著燃料電池催化劑的市場主要份額。

數據顯示，我國催化劑用量處在0.4g/kW的水平，而國外催化劑用量已經實現<0.2g/kW。

一直以來我國都在大量進口催化劑，成本高昂，相關技術也被封鎖。催化劑作為膜電極的核心材料，直接影響著燃料電池的性能表現。

國產催化劑能否批量應用，關系到氫能行業的發展前景。

國內進行國產催化劑研發與生產的企業數量逐漸增加，這些企業在探索批量化生產的方向，以期實現催化劑產品國產化替代，推動國產催化劑商業化，進一步打開市場局面。

（作者：安熠）