作為關鍵核心材料,催化劑直接影響著燃料電池的性能表現。長時間以來,我國燃料電池催化劑嚴重依賴進口。現在隨著國內政策傾向構建自主化的產業體系,國產催化劑應用被提上日程。
近年,國內涌入催化劑賽道擬推動產品國產化替代的企業不在少數,包括南京東焱、優美科、氫電中科、中自環保、濟平新能源、中科科創、格林美等。它們有的在技術上取得重大突破,有的在批量供應上實現新跨越。在這些企業的持續努力下,國內催化劑領域正在逐步迎來發展新局面。
下面是國內7家催化劑代表企業在技術性能、產品供應及市場應用等方面的最新情況:
一、南京東焱
南京東焱成立于2015年,是一家由南京大學、南京市麒麟科技創新園以及江蘇啟迪科技園發展有限公司共同創辦的高新技術企業,從事燃料電池核心原材料的研發、生產與銷售。
近日,南京東焱負責人告訴高工氫電,公司催化劑產品已經達到國內領先水平,制成的催化劑漿料能夠適應噴涂、涂布、轉印等不同工藝,實現膜電極性能指標0.65V@1.8A/cm²。
南京東焱催化劑技術優勢明顯:納米顆粒粒徑分布均勻;電化學活性遠優于傳統Pt/C和商用合金催化劑;使用高溫退火技術,催化劑壽命高于商用合金催化劑60%左右;通過改良載體和金屬比例,擁有良好親水性,有利于制備膜電極;在不加濕、PGM擔載量低的條件下同樣有很高的功率密度,真正實現高活性和降成本的目標。
目前,公司位于南京湯山4.5萬平米氫能產業園年底封頂,預計2022年6月催化劑量產線建成,一期量產規模日產500克-1000克。此外其正積極與廣東、上海兩地的氫能產業鏈企業展開合作,也在與武漢和重慶地區的氫能產業園區對接,積極推進當地氫能產業體系的構建。
二、優美科
優美科是一家全球性的材料技術和回收集團,專長是原料科技、化學以及冶金術,其業務主要專注于四個商業領域:催化劑、能源物質、性能材料以及回收。優美科自20世紀80年代末開始開發用于燃料電池技術的催化劑,產品設計用于燃料電池車輛、PEM電解槽和其他基于燃料電池的應用。
近年來,優美科一直在推進其燃料電池催化劑的商用。早在2019年2月,優美科宣布將擴大在韓國的燃料電池催化劑生產能力,以支持現代汽車集團以及其他汽車客戶的需求增長。2021年5月,其與英美資源宣布達成研發合作協議,開發基于鉑族金屬的催化劑,主要用于燃料電池電動汽車和其它移動應用的液態有機氫載體(LOHC)。這種催化劑技術有可能改變氫氣的儲存方式以及給燃料電池車提供能量的方式。
11月,優美科在蘇州舉行燃料電池和固定源催化劑(FCS)全球總部落成典禮,其燃料電池催化劑業務也正式落地中國。
三、氫電中科
氫電中科成立于2018年,是燃料電池核心材料催化劑領域殺出來的一匹“黑馬”,正逐步成為具有核心知識產權的國產燃料電池催化劑領先企業。
氫電中科現在已建成自動化生產線,可批量生產鉑碳催化劑和鉑合金催化劑。其中鉑合金催化劑是對負載在功能化處理后的鉑碳催化劑進行合金化,優勢明顯,3萬圈加速老化后電化學活性面積衰減<30%。
公司產品憑借極好的一致性現已順利通過多家燃料電池領先企業的全過程驗證,近期采用其催化劑產品的80kW/100kW/110kW燃料電池系統已通過國家強檢,配套車型也上已榜工信部產品公告,將參與燃料電池汽車的應用示范。
四、中自環保
中自環保(688737)成立于2005年,位于成都高新區,是一家專注于環保催化劑的研發、生產和銷售的高新技術企業。在燃料電池領域,中自環保以膜電極和催化劑的研發為主,已經參與國家重點研發計劃“高性能/抗中毒車用燃料電池催化劑的合成技術與批量制備”項目中的“催化劑工業化量產和工況驗證的研發和組織管理工作”。
在催化劑方面,中自環保已經開發出第一代SEC100鉑碳催化劑和第二代SEC200具有核-殼結構的低鉑催化劑。兩代產品仍處于小試階段,還未進行批量生產。SME系列膜電極產品,是中自環保基于自主研發的SEC系列電催化劑所開發的產品。
中自環保在2021年10月22日正式上市,成為“燃料電池催化劑第一股”。其此次擬募集資金15.25億元,其中部分資金將用于燃料電池關鍵材料研發能力建設。
五、濟平新能源
濟平新能源于2018年8月成立,致力于為客戶提供氫能與燃料電池催化劑一站式解決方案和服務,是國內第一家實現公斤級量產催化劑的企業。
該公司催化劑自動化產線已投入生產,催化劑年產量2噸,其性能較同類進口催化劑有明顯提升,同時價格比進口產品低15%以上,真正做到打破國際技術封鎖,降低下游客戶成本。
濟平新能源對催化劑品質的把控一直非常嚴格。數據顯示,公司可以穩定地把催化劑的標準差控制在4%以內,而DOE的標準是控制在7%。目前,濟平新能源催化劑產品依靠穩定的性能、經濟的價格、高效的供貨、專業的技術支持與完善的客戶服務獲得眾多國內MEA、電堆公司的認可。
應用方面,目前濟平催化劑產品至今累計實際裝車近五百臺,覆蓋多款車型,還包括船舶、固定式發電、電解水制氫等不同應用場景。
六、中科科創
中科科創依托于中科院上海高等研究院人才隊伍和技術優勢,致力于自主知識產權的燃料電池電催化劑及膜電極研發、規模化生產及應用。中科科創現在擁有兩大類燃料電池催化劑:鉑基類催化劑、鉑鎳碳類催化劑。
目前,中科科創主推的是高載量Pt/C催化劑,目前擁有規模化批量制備技術——獨創晶格壓應力;載量可調,粒徑小且可控、可調,突破規模化制備組成和結構一致性的關鍵技術,且已經實現了公斤級規模化制備。
同時,中科科創還有以下催化劑產品——高載量Pt納米催化劑、鉑黑催化劑(純鉑)、高載量PtRu納米催化劑、有序Pt?Co合金低鉑催化劑。
目前公司出售的燃料電池催化劑產品均實現單批次公斤級制備,目前建立了300余家客戶群體,廣泛收到客戶好評。擁有10多項自主知識產權發明專利,發表SCI論文2篇。
七、格林美
格林美的主營業務是回收利用廢舊電池、電子廢棄物等廢棄資源循環再造高技術產品,是中國對電子廢棄物、廢舊電池進行經濟化、規模化循環利用的領先企業之一。這樣一家公司現在已經成立了氫燃料電池材料研究中心,研發車用氫燃料電池催化劑。
目前,其所開發的Pt/C催化劑與行業頭部企業同系列產品性能相當。同時,公司已和國際頭部車企開展氫燃料汽車智能拆解、電堆拆解、提取鉑等貴金屬技術的研究。
格林美在鋰電材料領域頗有“江湖地位”,資金實力雄厚,現在它加入到氫燃料電池催化劑國產化突圍戰中,業界認為對產業鏈是一大助力。