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铂对氢燃料电池汽车电堆本钱可控市场不必过

2020-01-04 06:50:57  菏泽汽车网

铂对氢燃料电池汽车电堆本钱可控,市场不必过度焦虑

铂在氢燃料电池催化剂的地位中短期不可替代铂催化剂约占电堆成本10%,未来5年占比上升,本钱约降一半与钴需求集中爆发情况不同,铂催化剂稳步上升,氢云链判断,未来铂金价格波动对电堆成本影响不大,市场无需过度焦虑

2016年起,三元电池正极材料钴价暴涨,投机炒作对纯电动汽车发展造成负面影响,燃料电池会不会出现了相似情况铂是燃料电池催化剂至少目前不可替换的关键材料,JM的20 wt%的催化剂价格约430元/克,国内同规格的产品约为240元/克由于价格昂贵且矿产稀少、提炼当度高,铂经常被用来作为氢燃料电池汽车无法产业化的反面理由

铂金一年价格曲线与10年价格曲线

经过性能、技术、本钱等几个方面考量,氢云链认为,虽然铂同钴类似,容易被市场炒作引发价格波动,但短期内不会显著增加电堆成本,市场无需过度耽忧

铂是最优的燃料电池催化剂

由于质子交换膜的化学反应环境,催化剂应该具有以下条件,以下表

催化剂的要求

根据催化剂性能火山图,挑选催化剂应统筹性能与本钱由于良好的抗酸性(金属中仅铂、金等能适应酸性环境),加上超过其他金属的优秀催化性能,铂(Pt)成为催化剂首选材料

氧还原反应(ORR)金属催化性能火山图

缺点是铂的价格昂贵且容易一氧化碳中毒无铂催化剂一直是科研人员的研发方向受限于基础理论没有突破,无铂催化剂还处于概念阶段,中短期内,铂与铂基的催化剂依然是第一选择

技术上已接近产业化程度

20世纪60年代GE研制的PEMFC催化剂为铂黑,用量高达10mg/cm2,80年代中期PEMFC上Pt负载量下降至4mg/cm2,90年代加拿大Ballard通过改进膜电极结构和制备工艺取得了突破性进展,成功将电催化剂中Pt负载量降至0..0mg/cm2目前业内认为铂用量只要小于0.1mg/cm2就可以达到产业化的要求,理想的Pt载量为每车5g,与尾气催化剂铂含量接近国外知名公司已将铂用量降至0.2mg/cm2,仍然偏高实验室中用“离子溅射法”工艺已经达到了0.02g/cm2的水平,未来达到小于0.1mg/cm2的目标并不是遥不可及

催化剂中铂的用量

下表为国外催化剂知名企业,其中英国JM与日本田中贵金属是全球铂催化剂的巨头,本田氢燃料电池汽车clarity,使用了田中贵金属的催化剂其中,JM的催化剂产品在中国的市场占有率可能超过80%

国际知名催化剂厂商

国内实现燃料电池铂催化剂已开始量产,但距离国际先进水平仍有差距本田Clarity催化剂Pt含量降至0.12g/kw,丰田Mirai燃料电池催化剂Pt含量达到0.175g/kw,而我国的铂用量大概在0.3~0.4g/kw

国内外催化剂使用量水平比较

国内有多家企业、科研机构已在催化剂上探索多年,多家机构量产品已经运用如天津大学、大连化物所、清华大学相关技术均已在企业中落地运用

国内部分知名燃料电池催化剂研究机构与企业

贵研铂业是国内上市公司中唯一燃料电池催化剂标的,多年来与上汽集团合作开发催化剂,但一直没有推出量产产品;喜马拉雅光电与清华大学于今年5月研发成功了燃料电池催化剂,产量到达1200克/日;上海攀业、上海河森等均能小批量生产催化剂,有一定的运用案例,在研究机构中有一定的认可度

中短期铂金价格不会因为燃料电池大幅上涨

公然资料显示,全球铂金储量为1.4万吨,应用于珠宝、汽车、投资、工业等领域2017年全球铂产量为801.5万盎司(约合227吨),需求为770万盎司

2017年铂金终端用处需求份额

车用铂金量数年来稳定在310万-350万盎司间,主要用于尾气催化

车用铂金数量变化

氢燃料电池的发展对铂价有一定的影响若年产500万辆燃料电池汽车,每车使用30g铂催化剂,减去尾气催化剂的铂,新增125吨,约合441万盎司的铂金需求,增幅为54%根据WPIC的预测,若每车使用17.5克铂,则仅增加266万盎司的需求,对铂价影响有限

WPIC预测氢燃料汽车对铂金需求

考虑氢燃料电池汽车市场发展速度,中短期内铂需求增长能够得到满足,不考虑市场投机恶意炒作,铂价格是不会大幅拉高燃料电池成本的在燃料电池汽车普及时,单车铂用量已下降至与尾气催化剂接近的程度,乃至无铂催化剂也可能取得了突破性的进展

市场大可不必将铂看作是燃料电池产业的阻碍因素

氢云链认为,目前铂其实不构成阻碍燃料电池产业发展负面因素作为汽车第一大国,随着市场规模经济出现,我国铂催化剂技术有希望缩小与国外的差距但考虑到我国铂储量的不足,还是需要在无铂催化剂领域投入足够的研发气力,防患于未然

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