低成本催化剂研究取得突破 燃料汽车电池前景明朗

在2013第五届中国电池技术创新(上海)论坛上，广东省燃料电池重点实验室主任、华南理工大学教授廖世军介绍了国内外质子交换膜(PEM)燃料电池的最新发展情况。种种迹象表明：随着低成本催化剂研究取得突破，汽车公司快速跟进，燃料电池商业化前景开始明朗。

所谓的燃料电池，是指利用氢氧化学反应产生电能，其燃烧产物为水和极少量二氧化碳，几乎对环境没有影响，被认为是最环保的电池，早年就在宇航、潜艇等军工领域得到应用，在民用领域的开拓相对缓慢。

不过，据Navigant研究公司8月12日发布的《燃料电池2013年度报告》中指出,2012年,燃料电池行业收入首次突破10亿美元大关,这不包括来自研发或政府资助的收入，标志着燃料电池市场正在逐步打开。

全球最大的燃料电池生产企业加拿大BALLARD公司谈及今年的展望，亦预期燃料电池将很快有更广大的应用。

无独有偶，近日宝马汽车的首席执行官Dr. Norbert Reithofer在一场电话会议中也证实了宝马集团正在探索将氢燃料电池应用在电动车上的可能性。

廖世军表示，燃料电池的商业化前景确实从今年才开始逐渐展露。今年2月，英国ACAL公司宣布所制造的燃料电池在车载工况下运行了10000小时，且没有明显的性能衰退，超过了美国能源部制定的2017年5000小时的耐久性目标。标志着关于燃料电池的技术研究只剩下了降低成本的问题。

“燃料电池中使用金属铂作为催化剂，电池贵过汽车，是商业化困难的最大原因。”廖世军指出，低铂或者非铂催化剂为目前主流的研究路径，国内外在这方面的研究均取得了一定的成果。

近期，美国布鲁克海文国家实验室已专利许可国际著名催化剂公司N.E.Chemcat生产其发明的单原子壳层核壳结构催化剂，该催化剂可使铂的利用率提高6-10倍。

通常催化剂(主要成分为铂)占燃料电池30-45%左右的成本，而上述发明将显著降低燃料电池成本。丰田公司宣布，2015年将向市场推出价格不高于5万美元的燃料电池汽车，底气正是来源于此。

据廖世军介绍，华南理工大学实验室近期在燃料电池低成本催化剂研究方面也取得了突破性进展。例如研究使用金属钌(Ru)作为催化剂主要成分，钌的成本仅为铂的十二分之一。