氢电中科：燃料电池＋制氢催化剂，让氢能有一颗“中国芯”

“国内绿氢产业发展才刚刚起步，绝大部分都是‘新面孔’，燃料电池同行转向PEM制氢的居多，大家都需要多一些耐心。”氢电中科技术总监曾建皇博士在2022高工氢电年会氢气制储运专场发表演讲时表示，核心材料的国产替代将从本质上影响我国氢能战略的实施和“碳达峰，碳中和”目标的实现。

曾建皇博士的演讲主题是“剑指电解水制氢催化剂 拓展绿氢蓝海”。在演讲中，他展示了氢电中科在氢燃料电池催化剂和制氢催化剂领域的发展成果，并对当下的PEM电解水制氢市场进行了分析和展望。

首创技术路线，燃料电池催化剂已二次迭代

氢电中科是广东省高新技术企业，致力于氢能和氢燃料电池电源系统关键材料、部件开发和提供氢能应用解决方案，是广东省燃料电池汽车示范城市群核心材料催化剂重点企业。

公司成立于2018年4月，位于国家自贸试验区、粤港澳全面合作示范区——广州南沙区，拥有研发、中试和生产场地3000平方米。

让氢能有一颗“中国芯”是氢电中科的发展宗旨，自成立以来，围绕建立“以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的技术创新体系”，氢电中科已经研发生产出了稳定可靠的第一代产品铂碳催化剂，以及极具竞争力的第二代储备产品铂合金催化剂，该技术系统在国内属于首创。

“我们是用创新的技术路线，首创独特的铂碳和铂合金催化剂制备技术是“0到1”的原创，而不是“1到N”的引进和迭代。” 曾建皇博士指出。

目前氢电中科的铂碳催化剂已上车通过强检，经客户全面测试反馈，成本低，电化学活性面积和质量活性高，超过同类产品。且工艺适应性强，重复性高、良品率高，铂碳催化剂批次产品的差异性小于2%；量产设备成本低。

第二代铂合金催化剂以铂碳为原材料，制备合金，所以非常方便实现合金的粒径、组分的调控，其单电池性能、长寿命测试、循环稳定性测试结果均优于国际知名产品。

“难能可贵的是我们可以实现个性化的定制，不同的碳载体我们可以实现个性化的定制，相关指标对比友商具备明显优势，产品已斩获多项资格认证和荣誉。”他补充道。

PEM制氢是蓝海，氢电中科制氢催化剂已实现销售

PEM电解水制氢的工作电流密度和总体效率高，产气压力大，动态响应快，能适应可再生能源发电的波动性 ，具备广阔发展前景。

PEM电解水制氢市场的快速崛起给上游材料市场带来了想象空间，其中析氢、析氧催化剂、质子交换膜是关键材料，关键材料中催化剂就占到40%，是PEM制氢材料中相当大的一部分。

目前经过验证、实用的，在高电压、酸性条件下能达到较高析氧活性的电催化剂仅有以Ir为代表的贵金属基催化剂（Ir和IrOx等）。主要的制备方法包括热氧化法、化学沉淀或者溶胶-凝胶法、亚当斯(Admas)熔融法。

“我们公司制备催化剂的路线均不同于以上的路线，而是采用自己独特的制备工艺路线。” 曾建皇博士表示。氢电中科的PEM电解水制氢催化剂通过高温热处理和气氛调控，从而制备得到粒径为4nm左右、颗粒大小均一的IrOx或Ir@IrOx催化剂。

铱黑催化剂在溶液里是非常分散的颗粒，变成铱碳之后就变成葡萄球状的催化剂，附着在碳上就是分散的颗粒，粒径均匀，3nm左右，采用XRD amorphous结构，其成本相对更低，加工费约比市场价低30%。

目前氢电中科的氧化铱催化剂已经完成百克级以上销售，200克以内可实现5天供货；铱黑催化剂已有多家客户评估验证，反馈良好，500克以内可实现10天供货；预计在明年年中，氢电中科将完成批次500克量产。

下一步，氢电中科将通过形貌控制、结构设计、载体材料改进等途径进一步改进其制氢催化剂的产品性能。

“我们深知，电解槽效率和使用寿命与催化剂、膜、电极结构和电解槽结构等都密切相关，只有上下游协同，才能打通产业链的各个环节，行业才能健康发展。氢电中科将继续发挥独特的材料开发途径的核心竞争优势，为客户提供量身订造的产品。” 曾建皇博士表示。