歐洲逐漸重視燃料電池電動汽車(FCEV)在實現氣候目標中的重要性,並已著手制定發展戰略。鉑族金屬(PGM)在燃料電池技術中具有無可取代的催化作用,但稀缺性和高成本成為推廣障礙。持續進行的研究和創新,致力降低對鉑族金屬依賴,將對於實現燃料電池汽車技術的可行性、降低成本、擴大應用具有深遠影響,有望加速向清潔能源交通轉型。
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中國,十四屆全國人大常委會第十二次會議順利閉幕,本次會議表決通過《中華人民共和國能源法》,將「氫能」與煤炭、石油、天然氣、核電、水力、生質、風力、太陽能、地熱、海洋能以及電力、熱力並列,明確納入能源管理體系。近年來,來自產業與研究領域的多方投入,使鉑族金屬在氫能、燃料電池及電解槽技術迅速進展。以下從不同研究機構與企業最新動態出發,探討鉑族應用前景及其面臨的挑戰。
💠 巴斯夫:新氫能實驗室拓展電解槽技術
巴斯夫(BASF)旗下環境催化劑和金屬解決方案(Environmental Catalyst and Metal Solutions,ECMS)在德國漢諾威開設了一間專注於氫能的技術實驗室,旨在推進鉑族金屬研究與應用。此設施主要關注陰陽極鉑族金屬催化開發,並致力於研發新一代電解催化劑,以提升電解槽效率和耐久性。由於銥的稀缺性和高成本,巴斯夫新實驗室目標是減少銥使用量,同時維持電解槽性能穩定,這有助於降低氫能技術成本。
巴斯夫新實驗室不僅進行催化劑塗層膜(CCM)電化學測試,還在多種條件下測試其性能和降解情況,以進一步驗證其應用潛力。此外,ECMS 還致力於支持當地客戶專案,進行定製燃料測試,促進當地氫能技術發展。
💠 歐洲鉑族金屬業界:政策推動燃料電池電動汽車發展
國際鉑族金屬協會(International Platinum Group Metals Association,IPA)攜手貴金屬產業巨頭賀利氏貴金屬(Heraeus Precious Metals)和莊信萬豐(Johnson Matthey),共同發表報告《燃料電池汽車提升歐洲競爭力和綠色環保》,呼籲政策制定者加速燃料電池電動汽車(FCEV)和電池電動汽車(BEV)推廣,尤其在 2030 年前需加速部署,以實現 2050 年零排放出行目標。這項目標的實現將促使歐洲在全球競爭中維持優勢,並促進能源轉型永續發展。
莊信萬豐鉑族金屬業務首席執行官 Alastair Judge 指出,鉑族金屬在能源轉型中具有不可或缺的角色,強調政策支持對於穩定投資環境和資源管理的重要性。若能成功推動 FCEV 和 BEV 技術增長,清潔氫能技術的應用也將得以擴展,這不僅有助於環境保護,也為鉑族金屬開採和應用提供更強的支持和信心。
💠 美國能源部支持鉑族金屬結構研究,探索潛在替代品
鉑族金屬的高成本與稀缺性,某種程度上限制其在更廣泛領域的應用。美國能源部(DOE)近期提供 118.5 萬美元的研究資助,支持佛羅里達州立大學化學家 Robert Schurko 的團隊研究鉑族金屬分子結構與動態。這項研究將利用固態核磁共振(ssNMR)和量子化學計算,解析鉑族金屬(如釕、銠、鈀)中較難分析的同位素特徵。
Schurko 的研究不僅探討鉑族金屬分子結構,還將分析潛在替代金屬如錳、鐵、鈷和銅的化學特性,期望發現具有類似性能的替代材料,以在特定應用中減少鉑族金屬需求,降低生產成本並增加材料可得性。
💠 結語
在能源轉型和環保發展全球浪潮中,中國已經走在時代前線,將氫能納入能源管理體系,而非僅是過去的危化品。鉑族金屬憑藉其卓越催化特性,已在燃料電池、電解槽和清潔能源技術中發揮關鍵作用。在未來,中國氫能產業將走向因地制宜,在不同應用場域規畫、設計、建設出合適的氫能方案,同時成為能源儲備和應急體系的一員,此舉極具戰略意義。巴斯夫的新氫能實驗室專注於提高電解槽催化劑效率、減少銥的使用;而歐洲鉑族金屬業界則致力於加速燃料電池電動汽車部署,以達成零排放目標;美國的研究機構則在尋找替代金屬,期望減輕資源壓力並擴大應用範圍。鉑族金屬產業多方合作與技術創新,顯示出其在潔淨能源應用具有巨大潛力,也反映出產業正努力應對成本與資源稀缺的挑戰。隨著全球對清潔能源需求增長,鉑族金屬戰略地位持續提升,為永續發展目標提供有力支持。
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引用來源:
- 鉑道(2024)。氫能被納入中國能源管理體系,將在全國各級規劃佔據一席之地。2024 年 11 月 09 日。
- 項邊溪(2024)。氫能納入《能源法》終獲通過,氫能時代真的來了。香橙會研究院。2024 年 11 月 08 日。
- Edward Laity (2024). BASF ECMS opens factory designed to cut electrolyser and fuel cell component costs. November 07, 2024.
- Julian Köhle (2024). Europe’s competitiveness at risk – Precious Metals industry urges EU to accelerate deployment of fuel cell electric vehicles before 2030. October 30, 2024.
- Amy Walden, Edan Schultz (2024). FSU chemist awarded Department of Energy grant to study platinum group elements. October 31, 2024.
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