近兩年，氫能產(chǎn)業(yè)迎來爆發(fā)風(fēng)口，能源界對(duì)氫能發(fā)展重視程度加深，氫燃料電池電堆國產(chǎn)化進(jìn)程也在加速推進(jìn)。

氫燃料電池電堆的重要組件包括膜電極、雙極板、催化劑以及質(zhì)子交換膜等，國內(nèi)目前在多個(gè)方面都有所研究，試圖降低成本，提高燃料電池電堆整體性能。

燃料電池催化劑：成本居高不下

作為電堆的核心零部件之一，催化劑主要由碳載體和鉑或鉑合金組成，起到催化電池內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的作用。受上游碳纖維、鎳、鉻涂層金屬以及鉑金貴金屬等材料稀缺的影響，中游催化劑、雙極板、質(zhì)子交換膜等關(guān)鍵部件的成本居高不下。在燃料電池堆中除了雙極板已基本實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，膜電極（MEA）中的碳紙（氣體擴(kuò)散層）、催化劑和質(zhì)子交換膜基本依賴進(jìn)口。

燃料電池催化劑的種類主要有鉑基催化劑、低鉑催化劑與非鉑催化劑三類。目前商用催化劑為鉑碳催化劑，鉑是昂貴的稀有金屬，因此低鉑和非鉑催化劑的開發(fā)成為降低燃料電池成本的關(guān)鍵。鉑催化劑成為最理想、也是當(dāng)前唯一商業(yè)化的催化劑材料。

據(jù)氫能觀察調(diào)研獲悉，2019年全球鉑資源已探明儲(chǔ)量約6.9萬噸，南非占全球總儲(chǔ)量91.3%；2019年全球鉑礦產(chǎn)量約6093千盎司（189.5噸），南非以4402千盎司居首（136.9 噸），占比72%，前五國家占全球總產(chǎn)量 97%。據(jù)國土資源部，中國鉑族金屬探明儲(chǔ)量為401噸， 占全球資源儲(chǔ)量不足1%，而鉑族金屬礦品位僅為0.796g/t，遠(yuǎn)低于南非（平均品位約3.1~17.1g/t）及俄羅斯（平均品位約6~350g/t）等國家大型礦床的平均品位。

低鉑燃料電池催化劑：降本重要選擇

鉑金屬價(jià)格不僅昂貴，我國的儲(chǔ)存量也非常短缺，Pt昂貴的價(jià)格對(duì)于燃料電池大規(guī)模商業(yè)化是個(gè)極大的阻礙。因此，高性能、低貴金屬用量的燃料電池電催化劑的需求會(huì)不斷上升，低鉑催化劑技術(shù)也已成為我國氫能燃料電池汽車需重點(diǎn)攻克的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。

近日，國家發(fā)改委、商務(wù)部聯(lián)合印發(fā)《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄（2022年版）》，其中包括氫能制備與儲(chǔ)運(yùn)、新能源汽車關(guān)鍵零部件研發(fā)與制造等方面，其中明確表示鼓勵(lì)低鉑催化劑的研發(fā)制造。

雖然國內(nèi)目前以進(jìn)口國外催化劑為主，但也有很多國內(nèi)企業(yè)在迅速發(fā)展，如中自催化、貴研鉑業(yè)、濟(jì)平新能源等等。國家電投國氫科技公司董事、首席技術(shù)官柴茂榮表示：國家電投已經(jīng)掌握催化劑核心技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品性能質(zhì)量全部達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

雖然燃料電池催化劑發(fā)展穩(wěn)中向好，但是距離實(shí)現(xiàn)規(guī)模化還有很長一段路要走。國內(nèi)眾多科研院所及高校團(tuán)隊(duì)均在對(duì)低鉑燃料電池催化劑的研究上有所突破，相信很快會(huì)有大的進(jìn)步與發(fā)展。