氫燃料電池汽車網 由氫璞創能總冠名的2022中國氫能與燃料電池汽車產業峰會于8月10-11日在京舉辦。賀利氏公司的李成煜到會并發表《PEM電解水中的貴金屬催化劑應用》的演講。他從貴金屬催化劑在PEM電解水的應用方面進行了闡述。

  李成煜表示，氫氣在工業中的主流應用大致分為兩種類型，一種作為電解能源，作為合成燃料和潤滑油的一個原料；第二種是氫氣作為非能源型，主要用于大化工這一塊可以用于合成各種各樣不同的化學品。全球的氫氣市場一年大概在1000多億美元，其中絕大多數的氫氣都是產自于甲烷、水蒸氣重整，也就是說我所謂的灰氫，它是會產生二氧化碳的，這個過程大多數是在大化工、化工廠、石化廠、煉油廠里面進行的。

  “如果說我們對產生的二氧化碳進行捕集，那么這是一個叫藍氫的概念，當然這只是一個過渡的方案，因為它依然會有二氧化碳的產生，所以我國作為目前全球最大的氫氣的生產國以及消費國，為了實現2030碳達峰及2060碳中和的目標，我們需要致力于把灰氫經濟慢慢用綠氫將其取代。”李成煜表示。

  貴金屬可以用于氫能全產業鏈。李成煜表示，從最開始的發電階段，光伏發電上面就會用到很多的銀漿的產品，在PEM電解水中也會用到鉑金等作為催化劑來使用。在氫氣的儲運過程中，有液態儲氫和固態儲氫這兩種方式。這兩種方式都會用到鉑金等貴金屬，作為其加氫以及脫氫的催化劑。而在最后端的應用過程中，比如說燃料電池催化劑這一塊，就會用到很多的鉑金，鉑炭催化劑就是以鉑金為基礎的。

   為什么PEM電解水會越來越受關注呢？李成煜表示，電解水主要有三種方式比較多一點。第一種堿性電解水是比較成熟的，也是工業化比較完善的一個工藝路線。但是它有自身的局限性，它的能量密度以及它的容量會受到一定的限制。關于這兩點PEM電解水會表現的非常優異，在能量密度和容量這一塊可以做到很大。目前，PEM電解水工藝在歐洲相對比較普及，在國內可能工藝化并沒有特別的鋪開，這也是我們后續比較關注的一個點。

  另一種就是固體氧化物電解水，這種路徑目前處于在實驗室的階段，沒有用于工業化，這種方式陰極是用的鉑炭催化劑。“在PEM電解水當中對性能影響比較高或者說對成本影響比較高，我們認為是在陽極銥材料這一塊。”李成煜強調。

  李成煜表示，PEM電解水它作為可再生資源和后續的發展方向，后面肯定要到G瓦的級別，等到這么大量的時候，如何降低銥材料，并且在降低銥材料的同時還能保證它的性能就是我們非常關注的一個點，我們在這一塊做了很多努力和工作以,研發投入也是相當大，我們下一代的催化劑對于目標銥含量,目前大家的共識是認為需要小于0.4g/千瓦載量的情況，這就要求我們要優化銥的使用效率以及提高比功率密度。

  據悉，賀利氏開發了一種含銥的催化劑，銥的載量只有0.3毫克/平方厘米。通常情況下，市場上比較常見的氧化銥等材料，銥的載量是2.5毫克/平方厘米，賀利氏和市場情況下銥的載量差了8倍之多。性能上面來看，同樣電壓的情況下，新一代產品在降低銥載量的情況下反而能達到更好的性能。

   據悉，歐洲提出2030年PEM電解水產能達到40GW，2025年是在15GW。假設這個數字會可以實現，2025年我們的堿性電解和PEM電解水可以做到6：4，2035年做到5：5，在這個量級上大家都是用銥黑作為一個催化劑的話，我們可以看到每年的消耗量對于銥的需求大概能達到25噸左右，作為一種貴金屬，目前全球的銥產量只有7-8噸/年，所以這個是遠遠不夠的。“如果使用氧化銥作為催化劑，它可以把銥的使用量、需求量降低30-60%，可以做到10-15噸。在2030年的時候，如果使用負載型的氧化銥或者合金進一步的降低銥含量，可以把銥的含量降低到每年5噸左右，這樣比較匹配于我們現在產能的情況，基于全球銥氫產能的情況，我們做了各種研發，開發出新一代的低銥載量的催化劑。”李成煜強調。

  賀利氏從2014年開始成立了燃料電池部門，致力于研發燃料電池以及CCM，2016年成立了電解水的研發團隊，2018年把這個研發團隊整合進了賀利氏貴金屬的全球業務單元，主要做一些燃料電池以及PEM電解水催化劑的銷售。2020年賀利氏相當于成立了一個全新的產品線或者裝機業務線叫氫能系統，主要就是致力于燃料電池、PEM電解水貴金屬催化劑的產品以及其回收。

  賀利氏是一家德國的家族企業成立于1660年，2020年已經是一個產品和業務非常多元化的全球公司。在2060年，中國碳中和之年，也是賀利氏家族誕辰的400周年，將會成為一家非常老牌的德國企業。目前，賀利氏在全球總的營銷收入一年295億歐元，剛剛榮獲財富500強的第408名，賀利氏在全球有12個以市場為業務導向的全球業務單元，分布于40多個國家，有100多個子公司，全球的員工數有16000多人。

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  中國氫能與燃料電池汽車產業峰會 由全球領先的氫能與燃料電池汽車產業媒體---氫燃料電池汽車網MRHN.CN在京創辦，并于2020年12月、2021年9月和2022年8月在北京成功舉辦過三屆。

原文始發于微信公眾號（氫燃料電池汽車網）：李成煜：賀利氏已開發出低銥載量催化劑