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 作為膜電極的關(guān)鍵核心材料，催化劑在很大程度上影響著燃料電池的性能表現(xiàn)。近兩年來，我國燃料電池催化劑嚴(yán)重依賴進(jìn)口的情況有了很大的改觀，催化劑的國產(chǎn)化替代正在穩(wěn)步提速。

“公司在一季度已經(jīng)接到了不少訂單，預(yù)計今年催化劑的銷售額有望大幅提升。”氫電中科（廣州）新能源設(shè)備有限公司（下稱“氫電中科”）執(zhí)行董事周海林表示，隨著產(chǎn)品一致性和穩(wěn)定性的提升，下游客戶對國產(chǎn)催化劑的認(rèn)可度也在提高，正在慢慢走上批量供應(yīng)的路上。

事實上，像氫電中科這樣的推進(jìn)催化劑國產(chǎn)化替代的本土企業(yè)不在少數(shù)，包括濟平新能源、南京東焱、中科科創(chuàng)、中自環(huán)保、格林美等。它們有的在技術(shù)上取得重大突破，有的在批量供應(yīng)上實現(xiàn)新跨越。在這些企業(yè)的持續(xù)努力下，催化劑的國產(chǎn)化率正在穩(wěn)步提升。

技術(shù)指標(biāo)向進(jìn)口看齊

通過降低燃料電池的活化極化能明顯提升燃料電池的功率密度，而這些都與催化劑活性密切相關(guān)。

影響催化劑活性的因素有很多，如載體的性能（比表面積、孔結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)性質(zhì)等）、催化劑中活性金屬的含量和顆粒大小、活性金屬在載體上的宏觀和微觀分布等。國內(nèi)外關(guān)于高活性、高穩(wěn)定性催化劑的解決方案有很多，如何在降低鉑使用量的基礎(chǔ)上提高催化劑性能，比較有難度。目前國內(nèi)企業(yè)研究以鉑炭催化劑為主，同時儲備鉑鈷催化劑。

國內(nèi)一家催化劑企業(yè)技術(shù)總監(jiān)表示：“關(guān)于鉑粒子的大小控制，國內(nèi)外差距已經(jīng)不大，并且在如何制備出比表面積高、導(dǎo)電性更好、穩(wěn)定性更好的炭載體方面也在縮小差距。”

鉑在炭載體上的高度分散是催化劑設(shè)計的一個很重要因素，可以提高鉑的利用率、降低鉑的用量，在催化劑設(shè)計時必須綜合考慮炭載體的類型、疏水性、表面官能團(tuán)等因素。在催化劑制備過程中，通常需要優(yōu)化催化劑負(fù)載過程，對炭載體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)進(jìn)行處理，這些處理過程都會影響鉑催化劑的分散性。

以氫電中科的產(chǎn)品為例，其鉑合金催化劑是對負(fù)載在功能化處理后的鉑碳催化劑進(jìn)行合金化，優(yōu)勢明顯，3萬圈加速老化后電化學(xué)活性面積衰減＜30%。憑借極好的一致性現(xiàn)已順利通過多家燃料電池領(lǐng)先企業(yè)的全過程驗證，采用其催化劑產(chǎn)品的80kW/100kW/110kW燃料電池系統(tǒng)已通過國家強檢，配套車型也已上榜工信部產(chǎn)品公告，將參與燃料電池汽車的應(yīng)用示范。

另一方面，碳粉的國產(chǎn)化進(jìn)展很快。鉑金屬和碳粉是催化劑的主要原材料，此前，國內(nèi)催化劑所用的碳粉主要采用進(jìn)口，近年來，隨著國內(nèi)催化劑企業(yè)對于碳材料研究的深入，部分企業(yè)采購國產(chǎn)碳粉基材再通過改性處理，基本能達(dá)到適用于燃料電池催化劑要求。

國產(chǎn)市場應(yīng)用的持續(xù)擴大

現(xiàn)階段，國內(nèi)市場活躍的國外氫燃料電池催化劑供應(yīng)商有田中貴金屬（TKK）、莊信萬豐（JM）、Umicore、Premetek、CALATER等。不過，在過去的一年里，國產(chǎn)氫燃料電池催化劑企業(yè)的市場份額正在穩(wěn)步提升。

在國內(nèi)主要的催化劑企業(yè)中，目前氫電中科、濟平新能源、中科科創(chuàng)等已經(jīng)開始批量供貨，并且實現(xiàn)裝車應(yīng)用，南京東焱、中自環(huán)保、格林美等企業(yè)已經(jīng)在進(jìn)行送樣測試，預(yù)計今年會有不少企業(yè)實現(xiàn)批量供貨。

“氫城示范政策更鼓勵使用國產(chǎn)零部件和原材料，這給上游材料企業(yè)帶來了難得的改進(jìn)追趕時間。”國內(nèi)一家電堆企業(yè)的市場負(fù)責(zé)人表示，目前燃料電池的國產(chǎn)化率正在向100%的目標(biāo)靠近，催化劑的國產(chǎn)化瓶頸已經(jīng)突破，未來隨著用量的增長，國產(chǎn)化的比重也會逐步提升。

除了政策的支持，通過國產(chǎn)化替代降本也是國內(nèi)催化劑市場占比提升的重要因素之一。

根據(jù)美國能源部預(yù)估，燃料電池催化劑在電堆成本中將一直占據(jù)很大比例。電堆規(guī)模擴大，但燃料電池用催化劑的成本受制于貴金屬鉑而降幅有限，因此催化劑在電堆中的成本占比將越來越大。為了降低質(zhì)子交換膜燃料電池成本，未來主要努力方向之一是降低燃料電池催化劑的成本和鉑用量。

“對比同類性能指標(biāo)的進(jìn)口催化劑產(chǎn)品，氫電中科的產(chǎn)品價格只有進(jìn)口品牌的60%左右。”周海林表示，目前公司已經(jīng)具備年產(chǎn)1000kg催化劑的產(chǎn)能，未來還會根據(jù)市場需求增加產(chǎn)線。

除了燃料電池領(lǐng)域，電解水制氫也是未來國產(chǎn)催化劑的一個增量市場，目前國內(nèi)已經(jīng)有中科科創(chuàng)、氫電中科、濟平新能源等企業(yè)推出了用于電解水制氫的催化劑產(chǎn)品。

其中，中科科創(chuàng)采用綠色化學(xué)工藝制備的氧化銥催化劑，已具備單批次公斤級生產(chǎn)，且多批次活性、壽命等物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)一致性極高；已經(jīng)供應(yīng)給歐洲某水電解頭部企業(yè)（保密協(xié)議限制），以及多家國內(nèi)頭部的PEM制氫頭部企業(yè)。

原標(biāo)題：催化劑國產(chǎn)“破局”