氢电中科曾建皇:目前国产催化剂缺乏实车使用验证
来源: | 作者:势银能链 | 发布时间: 2021-10-15 | 4294 次浏览 | 分享到:

近日,由势银(TrendBank)联合旗下媒体平台势银能链主办的“氢燃一夏·产品技术嘉年华”暑期网络研讨会顺利举行。

本次演讲由氢电中科CTO曾建皇为大家讲解“低成本、批量化燃料电池关键材料铂碳和铂基合金催化剂制备技术”

在网络研讨会上,氢电中科CTO曾建皇从公司及产品介绍、行业现状、产品性能测试等3大方面进一步讲解。

氢电中科成立于2018年,致力于开发氢燃料电池电源系统关键材料、部件和提供氢能应用解决方案,位于国家自贸试验区、粤港澳全面合作示范区——广州市南沙区,拥有研发、中试和生产场地3000平方米。

据曾建皇介绍,阴、阳极催化剂和质子交换膜是燃料电池关键核心材料。燃料电池汽车产业链很长,每个环节都很重要。但最关键的是电堆,其核心部件是膜电极,构成膜电极的主要关键材料是催化剂。

目前,氢电中科批量生产不同负载的铂碳,以及铂钴和铂镍合金催化剂,其相关参数如下——

曾建皇表示,氢电中科目前制备催化剂的方式是较为特殊的路径,其产线结构是利用自然重力的作用,最大限度减少能量、减少旁路设备,利用垂直结构使生产效率大幅提高。

同时,该生产工艺原材料损耗少,良品率高,扩产也十分便捷。总的来说,该产线的优点有:生产效率高;生产工艺可控性高;扩产简单,设备投资成本低;批次间产品重复性高、良品率高。

目前,市场上电解水制氢(SPE电解水器)主要涉及析氢催化剂和析氧催化剂,例如铂黑,铂碳,铱黑,铂铱催化剂等;

燃料电池发电系统的阴、阳极——氧气还原和氢气氧化,同样高度依赖高效铂碳,铂铱和铂基合金催化剂等。因此催化剂等新材料的开发是氢能和燃料电池的共性关键技术。

但是,催化剂开发涉及多学科交叉融合,其开发难度比较高。目前全世界从事电催化剂开发和研究的团队非常多,庞大的科研成果只有极少数转化为商业催化剂。

曾建皇认为,商业化燃料电池催化剂开发有3大必备条件——

1. 要有制备的关键技术

催化剂制备的反应条件均一,确保批次之间重复性

铂颗粒纳米尺寸均匀控制(~3 nm),确保电化学活性面积和初始活性

催化剂稳定性提升,确保车用工况下的使用寿命

2. 生产成果确保公斤级

公斤级,而非实验室毫克/克级,起码要满足客户需求

3. 控制成本

催化剂批量生产的成本控制,必须具有商业竞争力

目前,氢燃料电池催化剂绝大多数使用铂碳催化剂,国际上车用燃料电池催化剂开始使用铂基合金催化剂。

国际上成熟的催化剂供应商——日本田中(铂碳和铂基合金催化剂)和英国庄信万丰(铂碳催化剂)等,几乎垄断我国市场。但是近几年,国内已有少数铂碳催化剂供应商崛起。