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作为燃料电池核心材料的催化剂,国内有何布局?

来源: 2019-09-02

燃料电池系统的燃料电能转换效率在45%~60%,其中,作为整个燃料电池反应决速步骤的阴极氧气还原反应尤为重要。因为其效率高低直接决定整个燃料电池的效率水平。

因此,作为氧气还原反应必需的催化剂,成了燃料电池的核心材料

但是,催化剂相关知识产权一直掌握在西方少数发达国家手中,催化剂核心材料长期依赖进口的高成本现状,制约了我国燃料电池产业的自主发展。

目前,我国在催化剂方面已经陆陆续续有不少企业、院校、科研院所在攻关,相关情况请跟随能链一起来了解。

催化剂种类

首先,我们先了解一下催化剂都有哪些种类?哪一种是常用的?

目前,催化剂分为铂催化剂、低铂催化剂、非铂催化剂。

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。

此外,高分子固体电解质型燃料电池(PEFC)和直接甲醇型燃料电池(DMFC)中也使用铂(Pt)作为催化剂材料。

接下来,一起了解下国内主要的燃料电池催化剂企业的相关情况。

国内催化剂企业

武汉喜马拉雅光电

武汉喜玛拉雅光电科技股份有限公司2008年创立,2015年武汉喜玛拉雅光电与清华大学签订技术成果转让合同,并成立了清华喜玛拉雅氢燃料电池产业化基地。

催化剂作为燃料电池最为核心的材料,其综合性能与国产化直接关系到我国燃料电池技术的核心竞争力及其产业化前景。

公司自2015年初以来,一直在利用清华大学催化剂制备工艺开展Pt/C催化剂量产技术攻关。

历时两年多,攻克了燃料电池催化剂量产技术,产能达到1200g/天规模(可满足40台36kw燃料电池电堆使用),并具备大规模工业化生产条件。

该公司量产Pt/C催化剂主要包括40wt%、50wt%、60wt%、70wt%几种规格。

贵研铂业

贵研铂业是国际五大知名贵金属公司之一,是云南锡业集团(控股)有限责任公司所属的三个上市公司之一,承担着云锡控股公司六大产业板块中的贵金属板块。

值得注意的是,贵研铂业也是燃料电池催化剂唯一上市标的公司。目前,该公司与上海汽车集团在燃料电池催化剂领域合作研发已经三年,已经研发出铂基催化剂,交付于上汽集团,等待反馈。>>>>

南京东焱

南京东焱氢能源科技有限公司是依托于南京市麒麟科技创新园,由南京大学、南京森焱投资管理有限公司以及江苏启迪科技园发展有限公司共同创办的高新技术企业。

该公司主要从事氢燃料电池和工业催化材料的研发、生产与销售,在纳米催化剂、纳米电极和氢能发电系统等方面具有核心专利技术。

南京东焱的DOIN系列催化剂是以碳黑为载体的Pt基燃料电池电催化剂,具有粒径小、粒径分布均匀、电化学活性面积大等特点,主要用于氢燃料电池、直接甲醇燃料电池和电解水制氢。

中科科创

宁波中科科创新能源科技有限公司成立于2015年08月,致力于纳米贵金属及其合金催化剂和燃料电池膜电极的研发、规模生产与推广应用。

该公司拥有多项核心技术,包括贵金属基催化剂规模化制备技术、合金催化剂规模化制备技术和膜电极规模化制备技术等。

中科科创新能源推出的高金属载量催化剂适用于氢-氧(空)质子交换膜燃料电池、直接醇类燃料电池、金属-空气电池和传感器等。>>>>

俊吉科技

绍兴俊吉能源科技有限公司创建于2012年,是一家专业从事氢燃料电池核心材料、电堆系统以及相关配套设备的研发、生产、销售和服务于一体的国家高新技术企业。

目前,该公司已与上海交通大学燃料电池研究所、昆山南京大学创新研究院、河森电气、昆山桑莱特等建立了良好合作关系。

该公司的主要产品是膜电极、催化剂、空冷型燃料电池电堆。其中,膜电极和催化剂是核心产品。膜电极产品包括车载膜电极、CCM膜电极、传感器专用膜电极、电解水制氢膜电极。 

公司负责人接受采访称,目前膜电极已小批量给泓林新能源供货。催化剂有铂碳催化剂、铱黑催化剂、铂黑催化剂等。

济平新能源

上海济平新能源科技有限公司成立于2018年8月,公司主要研发生产燃料电池催化剂和气体扩散层。

该公司打造燃料电池关键材料的国产化量产,济平催化剂产品主要可分为铂与铂合金,2019年计划量产1公斤/天,长期目标3-5公斤/天。

济平气体扩散层团队拥有多年丰富的配方及材料学知识及经验,使浆液稳定且流动性质适于涂抹于多孔碳载体上,计划量产100平方米/天,长期目标200-300平方米/天。

另外,济平新能源与同济大学已共建燃料电池联合实验室,并于2019年初被上海市嘉定区政府列为重点产业项目。>>>>

苏州擎动科技

苏州擎动动力科技有限公司是一家氢燃料电池核心组件膜电极的制造商,于2016年在苏州高铁新城科技产业园注册成立。

苏州擎动的高性能铂合金催化剂具有以下三个优势:

  • 高催化活性,质量比活性可达传统Pt/C的4倍以上。

  • 优异的耐久性能,20000个循环后活性仅下降40%。

  • 可批量化生产