2024年7月10日,上海——上海铂金周期间,众多行业领袖讨论了铂族金属的发展趋势,并对铂族金属的近期前景进行了预测。与会者特别关注铂族金属在氢能源先进技术开发中的应用。香橙会研究院(Shanghai H2 Plus Big Data Co., Ltd.)的研究显示,铂族金属中,钯和铂由于其独特的性质和相对低廉的价格,在氢能源行业中具有较大的应用潜力。

氢气的生产、储存和运输,以及在燃料电池中利用氢气发电,都离不开铂族金属。随着氢能源行业的快速发展,中国市场对铂族金属的需求预计将显著增长。

基于铂族金属的催化剂是燃料电池系统和质子交换膜(PEM)电解槽的关键部件。它们广泛应用于燃料电池发电和电解水制氢领域。其他应用还包括超纯氢的制取与有机液态储氢。

香橙会研究院燃料电池汽车首席研究员李梅梅女士强调:“我们预计,燃料电池汽车的销量将从2023年的7,654辆增长到2030年的58.9万辆,其中大部分是重型车辆,例如牵引车和专用车。在这种情况下,我们预测催化剂需求将超过68吨/年。”

此外,研究员们还对2030年PEM电解槽出货量提出了两种可能的情景。乐观情景中,在电流密度提高至2.5-3A/cm2 以及PEM电解槽催化剂国产化提升的假设下,PEM电解槽需求量将增加到17.3GW,从而将推动基于铂族金属的催化剂需求量增加至约13吨。然而,悲观情景中,如果电流密度维持在1-1.2A/cm2 的水平,则PEM电解槽出货量将达约3.7GW,且催化剂需求的增长幅度也将变小。

催化剂作为核心材料,对燃料电池和PEM电解槽的性能起着决定性的作用。为了在提高性能的同时节约成本,具备相应技术能力的大型公司正在自主研发催化产品。在下游市场降本增效需求推动下,减少贵金属负载已成为行业共识。

李梅梅女士表示:“合金催化剂为降低催化剂成本开辟了一条新的技术赛道。目前,根据测试结果,钯由于其特性,可以提高氢能催化剂的催化活性,是替代部分氢能催化剂铂族贵金属的有效选择之一。从性能角度来看,测试结果显示,燃料电池催化剂中25%的铂被钯替代后,其活性是替代前的2.1倍。而PEM电解槽催化剂中30%的铱被钯替代后,其活性是替代前的2.6倍,且价格也将降低约20%”

虽然催化剂的选择取决于下游客户,但从上述两点来看,在燃料电池催化剂和PEM电解槽阳极催化剂中,钯在替代部分铂和铱方面具有较大的潜力。

根据香橙会研究院的预测,到2030年,中国氢能领域的铂族金属使用量将达到近8吨,其中铂仍然将是主要使用材料,钯将占2吨,而铱由于其稀缺性和价格因素,使用量将进一步受到限制。