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氢能和燃料电池行业——催化剂市场分析报告(政策规划) 东方证券股东

时间:2021-03-12 10:44:09作者:佚名

车研咨询发布的“十四五”氢能与燃料电池行业-2025年催化剂市场发展及前景预测报告(2021年版)对车辆上的储氢瓶、氢气加气站的储氢瓶、氢气运输设备的储氢装置进行了详细分析。

其中,相关政策规划如下:

2015年11月,科技部发布了关于2016年第一批项目申报指南的通知。科技部等部委组建“新能源汽车”等6个试点项目,发布2016年第一批项目申报指南。

(1)燃料电池基础材料和工艺机理研究(基础前沿类)

研究内容:新型低铂或非铂催化原理及催化剂开发研究,高稳定性固体电解质离子传导机理及膜材料研究,高性能低成本传质机理及扩散层材料研究,金属双极板低成本、耐腐蚀、导电改性层材料及制备技术研究,多维、微尺寸金属板精密成形方法研究;单电池工程、结构与流体综合模拟技术研究,燃料电池极低温特性及启动策略研究,空气杂质对燃料电池的影响机理及对策研究。

评价指标:铂耗≤0.125g/kW,功率密度≥1.4W/cm2,耐久性≥10000h;建立-30℃堆存启动技术方法和三级空气质量耐受技术方法。

(2)高性能低成本燃料电池关键材料和堆关键技术(主要共性关键技术)的研究与工程开发

研究内容:制造扩散层(碳纸、碳纤维布)、复合膜、低铂催化剂和膜电极(MEA)的关键技术研发;研究金属双极板的制造工艺和测试评价技术;研究了全尺寸单电池流场和流体分布优化技术、电池堆结构、组装工艺和电池堆一致性保证技术、非外增湿电池堆关键技术、电池堆耐久性改善技术。

评价指标:膜电极铂耗≤0.2g/kW,耐久性≥10000h;金属双极板厚度1-1.5mm,腐蚀电流1μA/cm2,耐久性≥ 5000h。堆的比功率≥3.1kW/L,耐久性≥ 5000 h,形成小批量生产工艺,实现试生产。所开发的组件如膜电极和堆被应用于不同类型的燃料电池发动机。

2021年2月初,科技部公布了《氢能技术》等18个重点专项的2021年项目申报指南(征求意见稿)。

“十四五”氢能技术重点项目中,涉及催化剂的技术如下:

1.低成本长寿命碱性膜燃料电池堆的发展(基础研究)

研究内容:为满足基站对低成本不间断电源的需求,突破千瓦级非铂碱性膜燃料电池堆、材料和组件等关键技术。

具体内容包括:(1)研究高活性阳极非铂催化剂和阴极非贵金属催化剂的制备技术;开发高效传质结构和非贵金属催化电极制备技术;研究≥80℃碱性燃料电池的水管理技术,实现碱性燃料电池堆的高性能输出;研究了碱性条件下电解质和电极结构对CO2的敏感性以及自由基对碱性聚电解质的攻击等关键问题,以实现氢/空气条件下碱性燃料电池堆的长寿命运行。

评价指标:氢电极采用非铂催化剂,氧电极采用非贵金属催化剂,膜电极中贵金属催化剂的用量≤0.05mg/cm2,氧还原催化剂活性≥0.044 a/cm2 @ 0.9vir-free;碱性膜电导率≥45S/cm2(25-80℃),透氧电阻≤ 10s/cm。碱性膜燃料电池堆功率≥2kW,功率密度≥1W/cm2,氢/空气运行寿命≥2000h(实测,性能退化≤10%)。

2.电站高效长寿命膜电极技术(常用关键技术)

研究内容:根据固定电站对燃料电池长寿命、高效率的应用要求,研究了发电用燃料电池膜电极的设计、制备和寿命关键技术,包括:膜电极催化剂、质子交换膜和扩散层等关键材料在发电条件下的衰减规律和结构强化技术,以提高膜电极的寿命和抗CO能力;突破电站用膜电极催化层的低极化、高传质技术,减少催化剂用量,提高电池的能量转换效率和功率密度;突破膜电极高可靠性一次成型封装结构及其工程制备技术,提高膜电极批量制备的生产率、一致性和可靠性。

评价指标:基于发电稳态工况,额定工作点膜电极电压衰减率≤10% @ 40000h(实测10000h,性能衰减≤2%);膜电极Pt负载≤0.25mg/cm2,性能≥[email protected]/cm2,≥[email protected]/cm2(气压≤150kPaabs,氢co @ 5 ppm);基于高可靠性一步封装结构,研制的膜电极在设计寿命范围内满足透氢要求,年生产能力≥30万片,性能偏差≤20mV(1.2A/cm2,采样样品≥300片);建立了涵盖催化剂、离聚物和质子交换膜等关键材料的性能衰减预测模型,性能衰减预测误差小于10%。

来源:

(1)(十四五期间)《2021-2025年中国氢能和燃料电池产业链市场发展趋势及投资前景预测报告》(2021版)2000多页

(2)《2021-2025年中国氢燃料电池汽车市场发展分析报告》(2021年版)

(3)(十四五期间)《2021-2025年中国加氢站市场竞争与投资分析报告》(2021年版)

(4)《2021-2025年中国氢燃料电池市场发展分析报告》(2021年版)

(5)《氢能和燃料电池产业链600多家企业分析报告》(2021年版)

(6)《31个省市/近300个地级市氢能和燃料电池产业投资布局分析报告》(2021年版)


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