燃料电池电催化剂,是应用在燃料电极中,使电极、电解质界面上的电荷转移加速反应的物质。电催化剂是燃料电池电极构成的关键材料,其功能是提高氢、氧的氧化还原反应速率。燃料电池电催化剂主要包括铂催化剂、低铂催化剂、非铂催化剂三大类,由于铂的氧还原活性高,是主流电催化剂产品。
在实际应用中,铂碳(Pt/C)是主要燃料电池电催化剂,铂的价格高昂,使得燃料电池成本提高。随着燃料电池应用范围不断扩大、需求量不断增长,铂需求量快速上升,而全球铂资源储量稀少,将无法满足日益提升的市场需求,同时铂价格将会进一步提高,这将会限制燃料电池市场规模增长。此外,铂碳(Pt/C)催化剂在酸性环境中,循环寿命会下降,制造而成的燃料电池作为新能源汽车动力来源性能不足,因此新型电催化剂研究需求迫切。
根据新思界产业研究中心发布的
《2021-2025年燃料电池电催化剂行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,燃料电池电催化剂性能提升研究方向主要包括两大方面,一是降低电催化剂中铂占比,二是寻找新型材料替代铂。在降低电催化剂中铂占比方面,铂基双合金、铂基三合金研究取得一定进展,可使得电催化剂成本下降、使用寿命增长。在寻找新型材料方面,过渡金属大环化合物、金属氧化物等研究正在不断深入。此外,电极结构的优化也可以在一定程度上提高电催化剂利用率。
从研究方面来看,2021年,深圳大学高等研究院首次合成了命名为Co3(HADQ)2的二维金属有机框架化合物(2D MOF),将该材料作为酸性环境下ORR反应的电催化剂,其性能与碳载铂催化剂相差无几,但循环充放电至少达到20000次以上几乎没有衰减。除深圳大学外,我国华中科技大学、北京大学、上海交通大学、中国科学技术大学、大连理工大学等也在燃料电池电催化剂研究方面取得成果。
从产业化发展方面来看,中自科技,是专业环保催化剂研发、生产和销售企业,基于技术积累,已成功开发出氢燃料电池电催化剂,是我国首家进入国际氢能委员会的催化剂生产商。2021年10月,中自科技在科创板开启申购,拟募集资金14.6亿元,其中6400.47万元将用于氢能源燃料电池关键材料研发能力建设项目。
新思界
行业分析人士表示,我国“十四五”国家重点研发计划中,“氢能技术”是重点专项,国家政策大力推动我国氢能行业发展,氢燃料电池是重要组成一环,未来产量将持续上升,必将带动电催化剂需求不断增长。我国燃料电池电催化剂行业发展前景广阔,随着相关技术瓶颈逐步突破,行业规模将持续扩大。