氫燃料電池汽車的應(yīng)用推廣正在為氫能發(fā)展奠定良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。作為氫能應(yīng)用的先導(dǎo)領(lǐng)域，氫燃料電池汽車在全球受到高度重視，我國也已在氫燃料電池汽車的應(yīng)用推廣領(lǐng)域不斷取得新進(jìn)展，并初步掌握了關(guān)鍵零部件等核心技術(shù)。隨著氫能基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，以及氫能產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)加緊補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈，氫燃料電池汽車正在向更多場景推廣示范應(yīng)用，并帶動氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展打開更大空間。

氫燃料電池目前“卡脖子”的關(guān)鍵技術(shù)之一是催化劑。此前，我國要發(fā)展氫能，所需的催化劑必須向國外進(jìn)口。因為相關(guān)技術(shù)的壁壘頗高，催化劑作為上游擁有較大的話語權(quán)，進(jìn)一步推升了下游成本，限制了我國氫能源燃料電池的發(fā)展。

(資料圖)

我國需要自主研發(fā)的氫燃料電池相關(guān)的催化劑專利，才能從源頭上解決氫能源的第一道關(guān)。

目前氫燃料電池的催化劑主要分為三個大類：鉑(Pt)催化劑，低鉑催化劑和非鉑催化劑。其中低鉑催化劑分為核殼類催化劑與納米結(jié)構(gòu)催化劑，非鉑催化劑分為鈀基催化劑、非貴金屬催化劑與非金屬催化劑。

鉑金催化劑是組成膜電極的重要材料，當(dāng)燃料電池大規(guī)模推廣應(yīng)用時，鉑金催化劑成本預(yù)計占電堆成本的40%以上，因此開發(fā)低鉑高性能的膜電極是發(fā)展燃料電池技術(shù)的一個根本任務(wù)。燃料電池的性能正比于鉑的載量和單位鉑載量的性能，而單位鉑載量的性能取決于鉑的電化學(xué)活性比表面積（鉑原子的利用率）、表面鉑原子的催化活性和在燃料電池中氧氣的傳輸效率。所以相同鉑載量的膜電極，其發(fā)電性能可以差異很大。

根據(jù)莊信萬豐（Johnson Matthey）的測算，早期每輛氫燃料電池汽車的鉑含量為30-80克，鉑消耗量為傳統(tǒng)柴油車的3-8倍；近年來，隨著技術(shù)進(jìn)步，單車鉑含量有所下降，目前海外最新的研究能夠?qū)K用量降至0.06g/kW（約7.06g/輛），國內(nèi)技術(shù)水平則為0.3g/kW，而豐田等第一梯隊車企的商業(yè)化車型用量大約為0.17g/kW（約20g/輛）。

氫燃料電池汽車可能是長距離或重載應(yīng)用的最佳選擇，由于氫氣的能量密度優(yōu)于電池，因此需要快速補(bǔ)充燃料。按重量單位計算，氫燃料汽車的續(xù)航里程比純電池電動汽車更長。根據(jù)BNEF分析，當(dāng)燃料電池電動車在重型和中型車的市場份額達(dá)到7%的情景下，每千瓦節(jié)省0.13克的鉑金載量，加上300千瓦及以上的卡車在銷售組合中占更大比例，到2030年，鉑金需求可能會達(dá)到35萬至40萬盎司。

基于此，國產(chǎn)催化劑能否實現(xiàn)批量應(yīng)用，對氫能行業(yè)發(fā)展意義重大。根據(jù)全球氫能整理，近年來，國內(nèi)涌入催化劑賽道擬推動產(chǎn)品國產(chǎn)化替代的企業(yè)不在少數(shù)，包括南京東焱、優(yōu)美科、氫電中科、中自環(huán)保、濟(jì)平新能源、中科科創(chuàng)、格林美等。他們有的在技術(shù)上取得重大突破，有的在批量供應(yīng)上實現(xiàn)新跨越。在這些企業(yè)的持續(xù)努力下，國內(nèi)催化劑領(lǐng)域正在逐步迎來發(fā)展新局面。

1、中自科技

中自環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆ü善贝a：688737，簡稱：中自科技）致力于天然氣（CNG/LNG)、柴油、汽油等燃料發(fā)動機(jī)排放后處理催化劑（器）以及氫燃料電池電催化劑等新材料、新能源技術(shù)研發(fā)，是一家集技術(shù)、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的國家火炬計劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)。

在氫燃料電池電催化劑方面，中自科技已經(jīng)開發(fā)出第一代SEC100鉑碳催化劑和第二代SEC200具有核-殼結(jié)構(gòu)的低鉑催化劑。兩代產(chǎn)品仍處于小試階段，還未進(jìn)行批量生產(chǎn)。SME系列膜電極產(chǎn)品，是中自環(huán)?；谧灾餮邪l(fā)的SEC系列電催化劑所開發(fā)的產(chǎn)品。

中自科技（688737.SH）2月24日在投資者互動平臺表示，公司氫燃料電池用鉑碳催化劑公斤級制備線已經(jīng)建成并具備批量化生產(chǎn)能力，公司參與的“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“高性能/抗中毒車用燃料電池催化劑的合成技術(shù)與批量制備”將于2023年10月結(jié)題，目前各項工作進(jìn)展順利，屆時將形成2kg/批次的鉑合金催化劑的制備能力；固態(tài)氧化物燃料電池（SOFC）已完成10*10 cm單電池的制備。

2、凱立新材

西安凱立新材料股份有限公司（簡稱“凱立新材”）主要從事貴金屬催化劑的研發(fā)與生產(chǎn)、催化應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)、廢舊貴金屬催化劑的回收及再加工等業(yè)務(wù)。

2月23日，凱立新材(688269)在互動平臺回復(fù)投資者稱，公司在研項目“氫能專項”中，質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑已實現(xiàn)公斤級批量試產(chǎn)，新工藝已進(jìn)入中試階段，該產(chǎn)品對應(yīng)的客戶領(lǐng)域是燃料電池用質(zhì)子交換膜制造廠商，公司將結(jié)合實際經(jīng)營及市場需求情況制定相應(yīng)推廣計劃。

3、凱大催化

杭州凱大催化金屬材料股份有限公司（簡稱“凱大催化”）主要從事貴金屬催化材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，也提供貴金屬加工以及失效貴金屬催化材料回收服務(wù)，具備與下游客戶形成產(chǎn)品供應(yīng)、失效產(chǎn)品回收的良性循環(huán)合作模式的能力。

凱大催化主要產(chǎn)品包括貴金屬前驅(qū)體、貴金屬催化劑，可廣泛應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化、化工、氫能源等眾多行業(yè)領(lǐng)域。在氫能領(lǐng)域，凱大催化的氫燃料電池鉑基催化劑已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化批量化試生產(chǎn)，并送樣至國內(nèi)主流的燃料電池下游廠商試用，處于客戶驗證測試階段。

2月20日，凱大催化（830974）北交所IPO發(fā)行價出爐，為6.26元/股，發(fā)行市盈率為16.89倍。本次登陸北交所，公司公開發(fā)行股份數(shù)量1000萬股，募集資金總額為6260萬元，用于工業(yè)廠房項目、新建年產(chǎn)1200噸催化材料項目、補(bǔ)充流動資金。

此前，2022年，凱大催化對膜電極企業(yè)億氫科技戰(zhàn)略投資2000萬元并與其簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，通過合作，新產(chǎn)品鉑基催化劑有望逐步打開氫燃料電池市場。除燃料電池催化劑外，公司也具備水電解制氫氣貴金屬催化材料的技術(shù)儲備。

4、雄安新動力

2月10日，雄安新動力科技股份有限公司（簡稱“雄安新動力”）消息稱，公司目前首條公斤級氫燃料電池催化劑生產(chǎn)線已完成試生產(chǎn)。產(chǎn)品為60%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Pt/C催化劑。其電化學(xué)活性面積和質(zhì)量比活性分別高達(dá)84.7m2/g和199A/g，該指標(biāo)均達(dá)到或者超過國際一線催化劑同類產(chǎn)品參數(shù)，符合設(shè)計使用要求。

新動力表示，目前我司正在將量產(chǎn)的催化劑應(yīng)用于膜電極并開展膜電極性能及耐久性測試，測試完成前后將積極聯(lián)系第三方檢測機(jī)構(gòu)開展ICP和TEM測試，以驗證產(chǎn)品的綜合性能、耐久性及一致性。最終實現(xiàn)產(chǎn)品定型生產(chǎn)。

據(jù)了解，新動力已于2019年與清華大學(xué)共同合作推進(jìn)氫燃料電池催化劑項目。

5、南京東焱

南京東焱氫能源科技有限公司（簡稱“南京東焱”）催化劑產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，制成的催化劑漿料能夠適應(yīng)噴涂、涂布、轉(zhuǎn)印等不同工藝，實現(xiàn)膜電極性能指標(biāo)0.65V@1.8A/cm2。

南京東焱催化劑技術(shù)優(yōu)勢明顯：納米顆粒粒徑分布均勻；電化學(xué)活性遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)Pt/C和商用合金催化劑；使用高溫退火技術(shù)，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(dān)載量低的條件下同樣有很高的功率密度，真正實現(xiàn)高活性和降成本的目標(biāo)。

6、氫電中科

氫電中科(廣州)新能源設(shè)備有限公司（簡稱“氫電中科”）是一家致力于氫能燃料電池電源系統(tǒng)關(guān)鍵材料、部件開發(fā)和提供氫電應(yīng)用解決方案的國際化合作公司。催化劑方面，氫電中科已建成自動化生產(chǎn)線，可批量生產(chǎn)鉑碳催化劑和鉑合金催化劑。其中鉑合金催化劑是對負(fù)載在功能化處理后的鉑碳催化劑進(jìn)行合金化，優(yōu)勢明顯，3萬圈加速老化后電化學(xué)活性面積衰減＜30%。

氫電中科產(chǎn)品憑借極好的一致性現(xiàn)已順利通過多家燃料電池領(lǐng)先企業(yè)的全過程驗證，近期采用其催化劑產(chǎn)品的80kW/100kW/110kW燃料電池系統(tǒng)已通過國家強(qiáng)檢，配套車型也上已榜工信部產(chǎn)品公告，將參與燃料電池汽車的應(yīng)用示范。

7、格林美

當(dāng)前，格林美股份有限公司（簡稱“格林美”）已經(jīng)成立了氫燃料電池材料研究中心，研發(fā)車用氫燃料電池催化劑，其所開發(fā)的Pt/C催化劑與行業(yè)頭部企業(yè)同系列產(chǎn)品性能相當(dāng)。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(shù)的研究。

1月3日，格林美（002340）在投資者互動平臺表示，公司成立了氫燃料電池材料研究中心，研發(fā)汽車用氫燃料電池催化劑材料，主要致力于鉑碳催化劑、鉑鈷合金催化劑、鉑鈷核殼結(jié)構(gòu)催化劑的開發(fā)。目前公司研發(fā)的Pt/C催化劑與行業(yè)頭部企業(yè)同系列產(chǎn)品性能相當(dāng)。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(shù)的研究。

8、濟(jì)平新能源

上海濟(jì)平新能源科技有限公司（簡稱“濟(jì)平新能源”）是國內(nèi)第一家實現(xiàn)氫能和燃料電池催化劑批量化生產(chǎn)的科技型企業(yè)。自2020年成立以來持續(xù)為下游客戶提供燃料電池催化劑、電解水制氫催化劑等產(chǎn)品，并提供技術(shù)解決方案。

濟(jì)平新能源擁有全國首條完全自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動催化劑生產(chǎn)產(chǎn)線，單條產(chǎn)線年產(chǎn)量可達(dá)2噸，產(chǎn)值超6億元。企業(yè)已經(jīng)研制出多款催化劑產(chǎn)品，各項指標(biāo)均超同類進(jìn)口產(chǎn)品，同時在此基礎(chǔ)上，研發(fā)第二代合金催化劑和第三代非鉑催化劑。

據(jù)了解，濟(jì)平新能源催化劑業(yè)務(wù)范圍已覆蓋行業(yè)眾多龍頭企業(yè)，公司催化劑自動化產(chǎn)線已投入生產(chǎn)，催化劑年產(chǎn)量2噸，其性能較同類進(jìn)口催化劑有明顯提升，同時價格比進(jìn)口產(chǎn)品低15%以上，真正做到打破國際技術(shù)封鎖，降低下游客戶成本。

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目前，濟(jì)平新能源在不斷完善現(xiàn)有技術(shù)的同時也在研發(fā)第二代合金催化劑并部署第三代非鉑催化劑的研究方向，同時在PEM電解水制氫市場，濟(jì)平新能源進(jìn)行了產(chǎn)線部署工作，加速推進(jìn)PEM制氫設(shè)備企業(yè)的合作，“雙管齊下”，助力中國氫能產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。

9、唐鋒能源

上海唐鋒能源科技有限公司（簡稱“唐鋒能源”）長期致力于開發(fā)具有高比表面積高鉑原子利用率以及高活性的鉑碳催化劑、鉑合金催化劑和鉑基核殼催化劑，同時深入研究低鉑帶來的膜電極穩(wěn)定性不佳和膜電極中氧氣傳輸效率惡化的問題?；诎l(fā)現(xiàn)的催化層微納尺度傳質(zhì)和衰減的機(jī)理與規(guī)律，構(gòu)筑階梯特征的電極催化層構(gòu)型并提高離子聚合物分布的均勻性，調(diào)控催化劑載體荷電狀態(tài)、顆粒結(jié)構(gòu)和分散狀態(tài)，優(yōu)化三相界面、強(qiáng)化體相傳質(zhì)和局域傳質(zhì)，有效解決了燃料電池中低鉑載量和高功率密度放電之間的矛盾，低鉑載量和燃料電池長壽命之間的矛盾，以及低鉑載量和寬工況運(yùn)行適應(yīng)性的矛盾。

10、氫通能源

氫通（上海）新能源科技有限公司（簡稱“氫通能源”）2020年5月成立，總部位于上海，專注氫能源領(lǐng)域的氫燃料電池以及相關(guān)核心材料和關(guān)鍵零部件的研發(fā)和制造，并布局氫能產(chǎn)業(yè)相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用推廣和示范運(yùn)營。致力成為技術(shù)領(lǐng)先的全球化新能源科技企業(yè)，氫通與中科院上海有機(jī)所聯(lián)合成立氫能源膜材料研究中心，與上海交通大學(xué)成立新能源聯(lián)合開發(fā)中心，主攻低鉑催化劑和高溫質(zhì)子交換膜兩項行業(yè)“卡脖子”的核心材料。

11、貴研鉑業(yè)

貴研鉑業(yè)股份有限公司（簡稱“貴研鉑業(yè)”）是國際五大知名貴金屬公司之一，在燃料電池催化劑領(lǐng)域布局較早， 作為貴金屬新材料龍頭，貴研鉑業(yè)已建立較為完整的貴金屬產(chǎn)業(yè)鏈體系，是國內(nèi)目前唯一在貴金屬材料領(lǐng)域擁有系列核心技術(shù)和完整創(chuàng)新體系、集產(chǎn)學(xué)研為一體的上市公司。

在氫燃料電池催化劑方面，貴研鉑業(yè)表示目前涉及的主要還是燃料電池用鉑碳催化劑的研發(fā)，但尚處于實驗室驗證階段，尚無商品化的產(chǎn)品。

2022年6月，億華通與貴研鉑業(yè)子公司達(dá)成戰(zhàn)略合作，雙方將在燃料電池催化劑產(chǎn)品研究開發(fā)及鉑資源回收等領(lǐng)域積極尋求合作機(jī)會，發(fā)揮各自在氫燃料電池開發(fā)、新材料技術(shù)方面的優(yōu)勢，著力解決燃料電池鉑成本高及資源短缺等問題。

12、武漢喜馬拉雅

武漢喜馬拉雅光電科技股份有限公司（簡稱：武漢喜馬拉雅）創(chuàng)立于2008年武漢光谷，是國家高新技術(shù)企業(yè)。公司集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售氫燃料電池及其核心部件等環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品為一體。公司在燃料電池領(lǐng)域擁有自主知識產(chǎn)權(quán)近百余項，其中發(fā)明專利占比50%以上，擁有自主職時產(chǎn)權(quán)的Pt催化劑、膜電極、電堆及車用動力系統(tǒng)，已被國內(nèi)外多家企業(yè)采購，應(yīng)用氫燃料電池發(fā)動機(jī)系列已成功裝車，正常運(yùn)行近10萬公里。

當(dāng)前，武漢喜馬拉雅Pt/C催化劑日產(chǎn)能力達(dá)到200g；催化劑粒徑2-3nm之間；電化學(xué)活性面積可達(dá)90m2/g；量產(chǎn)Pt/C 催化劑主要包括40wt%、50wt%、60wt%、70wt%幾種規(guī)格，具有高活性、高穩(wěn)定性、低成本優(yōu)勢。

13、中科科創(chuàng)

寧波中科科創(chuàng)新能源科技有限公司（簡稱“中科科創(chuàng)”），專注于具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能貴金屬基納米催化劑開發(fā)。已推出的HiCa系列納米貴金屬催化劑適用于氫-氧（空）質(zhì)子交換膜燃料電池、直接醇類燃料電池和氣體傳感器等。該系列催化劑產(chǎn)品具有金屬載量高，粒徑小且可控、可調(diào)、分散度高，組成和結(jié)構(gòu)一致性好，分散性佳等技術(shù)特點(diǎn)，雙金屬催化劑同時具有合金化程度高的優(yōu)勢，活性高、耐久性好。

依托于中科院上海高等研究院人才隊伍和技術(shù)優(yōu)中科科創(chuàng)現(xiàn)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(chuàng)主推的是高載量Pt/C催化劑，目前擁有規(guī)?；恐苽浼夹g(shù)——獨(dú)創(chuàng)晶格壓應(yīng)力；載量可調(diào)，粒徑小且可控、可調(diào)，突破規(guī)模化制備組成和結(jié)構(gòu)一致性的關(guān)鍵技術(shù)，且已經(jīng)實現(xiàn)了公斤級規(guī)?；苽洹?/p>

目前中科科創(chuàng)擁有2.8nm、3.1nm、3.8nm粒徑的鉑碳催化劑，3.8nm、4.6nm的鈀碳催化劑等多種型號催化劑，還提供低載量（0.1~20wt.%）的鉑碳、鈀碳，納米氧化銥、納米金催化劑等。

14、西安凱立

西安凱立新材料股份有限公司（以下簡稱“西安凱立”）主要從事貴金屬催化劑的研發(fā)與生產(chǎn)、催化應(yīng)用技術(shù)的研究開發(fā)、廢舊貴金屬催化劑的回收及再加工等業(yè)務(wù)，為我國精細(xì)化工領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)先的貴金屬催化劑供應(yīng)商，開發(fā)的多種貴金屬催化劑產(chǎn)品實現(xiàn)了進(jìn)口替代。自西安凱立成立以來，已研究、開發(fā)出了活性炭負(fù)載，氧化物負(fù)載，有機(jī)物負(fù)載貴金屬催化劑，均相催化劑，手性催化劑，專用催化劑等上百種催化劑，以及一百多種催化合成/反應(yīng)工藝技術(shù)。

15、擎動科技

蘇州擎動動力科技有限公司（簡稱“擎動科技”）是國內(nèi)少數(shù)自主研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)催化劑，并將其批量搭載至膜電極上的燃料電池核心關(guān)鍵材料制造企業(yè)。

擎動科技于2017年自主開發(fā)出第一款催化劑和膜電極產(chǎn)品，并在2019年投產(chǎn)自主開發(fā)的卷對卷直接涂布法的膜電極生產(chǎn)線，實現(xiàn)了從催化劑材料、膜電極設(shè)計、CCM涂布到膜電極封裝的全生產(chǎn)工藝流程國產(chǎn)化。

目前，擎動科技已在蘇州、常熟、上海和河南布局四大研發(fā)與生產(chǎn)中心，建成了年產(chǎn)1000kg的催化劑產(chǎn)線、年產(chǎn)200萬片的全自動膜電極直接涂布生產(chǎn)線和膜電極封裝生產(chǎn)線。

2022年5月，上海氫晨新能源科技有限公司（以下稱“氫晨科技”）宣布擬通過換股方式全資收購擎動科技，戰(zhàn)略整合后，擎動科技將成為氫晨科技的全資子公司，并繼續(xù)相對獨(dú)立的運(yùn)營。

當(dāng)前，鉑金屬稀缺的問題已經(jīng)引起了重視，同時，高成本等現(xiàn)實因素也成為了催化劑突破面臨的問題。事實上，一直以來，我國都在從國外大量進(jìn)口燃料電池催化劑，不僅成本高昂，且封鎖了相關(guān)技術(shù)。這也直接產(chǎn)生了連鎖反應(yīng)，成本上，不斷疊加的關(guān)鍵零部件造成燃料電池電堆產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)困難；技術(shù)上，極大程度地限制了我國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化，推升下游產(chǎn)品技術(shù)壁壘增加。

降低成本與提高利用率一直是鉑催化劑商業(yè)化應(yīng)用期待突破的難關(guān)，我國需要盡快突破燃料電池催化劑“卡脖子”技術(shù)，擁有自主研發(fā)的氫燃料電池相關(guān)的催化劑專利，從源頭上解決氫能源的第一道關(guān)。

（圖片來源：veer圖庫）

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