氢燃料电池催化剂是什么？

在燃料电池的电化学反应中，主要涉及两个反应，分别是阳极的氢氧化（HOR）和阴极的氧还原（ORR）。

阳极的电化学反应过程很快，阴极的反应过程缓慢，为提高燃料电池的整体反应效率，需要用到催化剂来提高阴极的反应速率。目前市场应用的主流催化剂是碳载体上担载铂的Pt/C催化剂。

铂作为贵金属应用在催化剂中，使得催化剂成本居高不下，铂的价格上涨导致氢燃料电池成本增加。我国的铂储量也不算丰富，无法依靠增加铂的开采量来降低催化剂的生产成本。

在无法“开源”的情况下，国内企业选择了探索“节流”的道路。

如何在保持高活性催化的同时降低铂的使用量，提高催化剂的利用率，成为国内相关企业技术发展的重点。

研究表明，通过优化催化剂的结构和组分，可以在保持催化活性的同时，降低铂金的用量。

虽然我国的氢燃料电池催化剂研发速度较为缓慢，国外企业也对我们进行着技术封锁，但目前仍有许多企业已经在催化剂研究方面取得了进步。

武汉喜玛拉雅

喜玛拉雅已经完成燃料电池用催化剂、膜电极、双极板等关键材料的研发和生产能力的建设。

公司表示，当前Pt/C催化剂日产能力已经达到200g，催化剂粒径2-3nm之间；电化学活性面积可达到90m2/g，量产的Pt/C催化剂主要包括40wt%、50wt%、60wt%、70wt%几种规格，具有高活性、稳定性强、成本低的优势。

贵研铂业

2022年6月，贵研铂业全资子公司贵研新材料与亿华通签订了战略合作协议，在燃料电池催化剂产品研究开发和铂资源回收等领域积极寻求合作机会。目前，贵研新材料的燃料电池催化剂相关产品仍处于实验室阶段。

雄安新动力

今年2月，雄安新动力称，公司目前首条公斤级氢燃料电池催化剂生产线已经完成试生产。产品为60%质量分数的Pt/C催化剂。其电化学活性面积和质量比活性分别高达84.7m2/g和199A/g，该指标均达到或者超过国际一线催化剂同类产品参数，符合设计使用要求。

格林美

今年1月，格林美表示公司成立了氢电池材料研究中心，研发汽车用氢燃料电池催化剂材料，主要致力于铂碳催化剂、铂钴合金催化剂、铂钴核壳结构催化剂的开发。其所开发的Pt/C催化剂与行业头部企业同系列产品性能相当。同时格林美还与国际头部车企开展氢燃料汽车智能拆解、电堆拆解、提取铂等贵金属技术的研究。

通过这几家企业近年来发布的消息可以看出，大部分企业的进度仍在实验室研发阶段，不过其中也有企业实现了小规模的量产，催化剂的国产化替代指日可待。

现阶段我国早已迈出催化剂国产化的第一步，但未来的大批量应用仍是万里长征。

虽然我国的企业致力于催化剂国产化发展，也初见成效，不过由于燃料电池的快速发展，对于催化剂的需求也是水涨船高，仅依靠国产尚且不能满足市场需求。因此，田中贵金属、庄信万丰、优美科等外企仍占据着燃料电池催化剂的市场主要份额。

数据显示，我国催化剂用量处在0.4g/kW的水平，而国外催化剂用量已经实现<0.2g/kW。

一直以来我国都在大量进口催化剂，成本高昂，相关技术也被封锁。催化剂作为膜电极的核心材料，直接影响着燃料电池的性能表现。

国产催化剂能否批量应用，关系到氢能行业的发展前景。

国内进行国产催化剂研发与生产的企业数量逐渐增加，这些企业在探索批量化生产的方向，以期实现催化剂产品国产化替代，推动国产催化剂商业化，进一步打开市场局面。

（作者：安熠）