2024年7月10日,上海——上海鉑金周期間,眾多行業(yè)領(lǐng)袖討論了鉑族金屬的發(fā)展趨勢,并對鉑族金屬的近期前景進行了預(yù)測。與會者特別關(guān)注鉑族金屬在氫能源先進技術(shù)開發(fā)中的應(yīng)用。香橙會研究院(Shanghai H2 Plus Big Data Co., Ltd.)的研究顯示,鉑族金屬中,鈀和鉑由于其獨特的性質(zhì)和相對低廉的價格,在氫能源行業(yè)中具有較大的應(yīng)用潛力。

氫氣的生產(chǎn)、儲存和運輸,以及在燃料電池中利用氫氣發(fā)電,都離不開鉑族金屬。隨著氫能源行業(yè)的快速發(fā)展,中國市場對鉑族金屬的需求預(yù)計將顯著增長。

基于鉑族金屬的催化劑是燃料電池系統(tǒng)和質(zhì)子交換膜(PEM)電解槽的關(guān)鍵部件。它們廣泛應(yīng)用于燃料電池發(fā)電和電解水制氫領(lǐng)域。其他應(yīng)用還包括超純氫的制取與有機液態(tài)儲氫。

香橙會研究院燃料電池汽車首席研究員李梅梅女士強調(diào):“我們預(yù)計,燃料電池汽車的銷量將從2023年的7,654輛增長到2030年的58.9萬輛,其中大部分是重型車輛,例如牽引車和專用車。在這種情況下,我們預(yù)測催化劑需求將超過68噸/年。”

此外,研究員們還對2030年P(guān)EM電解槽出貨量提出了兩種可能的情景。樂觀情景中,在電流密度提高至2.5-3A/cm2 以及PEM電解槽催化劑國產(chǎn)化提升的假設(shè)下,PEM電解槽需求量將增加到17.3GW,從而將推動基于鉑族金屬的催化劑需求量增加至約13噸。然而,悲觀情景中,如果電流密度維持在1-1.2A/cm2 的水平,則PEM電解槽出貨量將達約3.7GW,且催化劑需求的增長幅度也將變小。

催化劑作為核心材料,對燃料電池和PEM電解槽的性能起著決定性的作用。為了在提高性能的同時節(jié)約成本,具備相應(yīng)技術(shù)能力的大型公司正在自主研發(fā)催化產(chǎn)品。在下游市場降本增效需求推動下,減少貴金屬負載已成為行業(yè)共識。

李梅梅女士表示:“合金催化劑為降低催化劑成本開辟了一條新的技術(shù)賽道。目前,根據(jù)測試結(jié)果,鈀由于其特性,可以提高氫能催化劑的催化活性,是替代部分氫能催化劑鉑族貴金屬的有效選擇之一。從性能角度來看,測試結(jié)果顯示,燃料電池催化劑中25%的鉑被鈀替代后,其活性是替代前的2.1倍。而PEM電解槽催化劑中30%的銥被鈀替代后,其活性是替代前的2.6倍,且價格也將降低約20%”

雖然催化劑的選擇取決于下游客戶,但從上述兩點來看,在燃料電池催化劑和PEM電解槽陽極催化劑中,鈀在替代部分鉑和銥方面具有較大的潛力。

根據(jù)香橙會研究院的預(yù)測,到2030年,中國氫能領(lǐng)域的鉑族金屬使用量將達到近8噸,其中鉑仍然將是主要使用材料,鈀將占2噸,而銥由于其稀缺性和價格因素,使用量將進一步受到限制。

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