催化劑作為燃料動力電池核心材料之一，其國產化進展備受行業(yè)人士關注。

據(jù)高工氫電調研了解，國內很多科研院所都開展了燃料動力電池催化劑相關研究，具備一定的研究基礎。與產業(yè)發(fā)展結合來看，燃料動力電池催化劑實現(xiàn)量產問題也不大，公司擁有一定的設備投入資金和工藝優(yōu)化能力就可以實現(xiàn)，但關鍵問題在于產線建成以后，加工出來的產品是不是在各項性能指標方面滿足真正的商業(yè)化需求。

燃料動力電池催化劑不同于一般的催化劑，對活性、穩(wěn)定性、耐久性等各項性能指標要求很高，要在不斷使用過程中，經(jīng)過不斷探測、積累、完善，才能慢慢形成可以規(guī)模化加工的商用產品。而國內燃料動力電池尚處于起步階段，為了防止風險，下游公司選用催化劑會優(yōu)先選擇經(jīng)過實際驗證的進口催化劑，當然也會去探測國產催化劑，但真正放心使用還要一個過程。

整體來看，目前國內燃料動力電池催化劑要么依然處于試驗室研發(fā)階段，要么公司能夠建成產線，但還要較大的運行成本及產出成本，才能真正實現(xiàn)嚴格意義上的良好運行。一些公司已經(jīng)能夠生產催化劑，可能通過探測用于推廣，但真正能夠被下游批量使用的還有待驗證。

現(xiàn)階段國內重要采用田中貴金屬(TANAKA)、莊信萬豐(JohnsonMatthey)的催化劑，其中田中貴金屬今年在國內市場上升很快，所占市場份額超過了莊信萬豐（后文會具體分解兩者市場策略及變化原由）。

業(yè)界關心的是，為何國內燃料動力電池催化劑研究多、參與者也多，實際產業(yè)化進展卻比較慢？國產催化劑與進口催化劑技術差距究竟在哪，為何會形成這種差距？國產催化劑技術發(fā)展趨勢及將來方向又要怎么樣？

技術差距

眾所周知，目前國內燃料動力電池的首要任務之一是提高功率密度。提高燃料動力電池的功率密度要從提高性能與減小體積兩方面著手。在性能方面，通過分解燃料動力電池極化曲線可知，通過降低活化極化、歐姆極化、傳質極化等多方面入手提高燃料動力電池性能。提高燃料動力電池性能首先要降低活化極化，而活化極化重要與催化劑活性密切相關。

影響催化劑活性的因素有很多，如載體的性能(比表面積、孔結構、表面化學性質等)、催化劑中活性金屬的含量和顆粒大小、活性金屬在載體上的宏觀和微觀分布等。

國內外有關高活性、高穩(wěn)定性催化劑的處理方法有很多，要怎么樣在降低鉑使用量的基礎上提高催化劑性能，非常有難度。目前國內公司研究以鉑炭催化劑為主，同時儲備鉑鈷催化劑（市場使用上則以鉑炭催化劑居多，在外企的推動下，下游公司也開始使用鉑鈷催化劑）。

一名催化劑公司技術總監(jiān)表示：“有關鉑粒子的大小控制，國內外差距不大，但要怎么樣制備出比表面積高、導電性更好、穩(wěn)定性更好的炭載體會存在差距。”

據(jù)了解，目前用于燃料動力電池催化劑的鉑鹽基本從國內購買，但碳粉完全依靠進口。碳粉價格便宜，長期進口不會存在什么問題。但從技術角度來看，國內科研機構關于碳材料的技術研究并不重視，基礎非常薄弱，關于催化劑炭載體的研究制備會有影響。適用于燃料動力電池催化劑的碳粉，如同氣體擴散層的碳紙及儲氫瓶的碳纖維相同，是一個難以攻克的瓶頸問題。

此外，國內一位專注鉑炭催化劑研究的教授告訴高工氫電，鉑能否以納米形式高度分散到炭載體上，國內差距也很分明。鉑在炭載體上的高度分散是催化劑設計的一個很緊要因素，可以提高鉑的利用率、降低鉑的用量，在催化劑設計時非得綜合考慮炭載體的類型、疏水性、表面官能團等因素。在催化劑制備過程中，通常要優(yōu)化催化劑負載過程，對炭載體結構、表面性質進行解決，這些解決過程都會影響鉑催化劑的分散性。

受限于多方面因素，目前國內鉑炭催化劑活性與國際先進水平存在差距。為了達到商用要求，國內催化劑采用鉑的含量普遍偏高。據(jù)了解，豐田Mirai燃料動力電池催化劑Pt含量為0.175g/kW，國內產品好的達0.3g/kW，差的在0.4-0.5g/kW（Pt含量指的是催化劑中陰陽兩級的鉑族金屬總量）。美國DOE設定的2020年催化劑技術指標是鉑族金屬總量（兩極總和）是0.125g/kW，按照國內現(xiàn)有的技術水平，2020年難以達到。

值得留意的是，燃料動力電池在反應過程中，由于氧還原反應（ORR）的交換電流密度遠低于氫氧化反應（HOR），一般極化損失重要來自于陰極側（空氣側）。比較來看，陽極側催化劑研發(fā)制備相對簡單，鉑用量已經(jīng)降到比較低的程度，而陰極側催化劑活性提高難度大，其鉑用量通常比陽極側催化劑每千瓦多出5-6倍。

所以，當前業(yè)界的研究重點是要怎么樣提高陰極側催化劑的活性。

公司策略

從全球燃料動力電池催化劑市場來看，豐田燃料動力電池汽車用自己旗下公司的催化劑；現(xiàn)代燃料動力電池汽車用韓國公司的催化劑，該韓國公司已被優(yōu)美科收購；本田燃料動力電池汽車用田中貴金屬的催化劑；從我國市場來看，田中貴金屬與莊信萬豐在國內的市場拓展走在前列。這重要得益于兩家公司在催化劑范疇的長期積累與公司策略。

資料顯示，田中貴金屬從1985年展開燃料動力電池催化劑研究，集結長年培育的貴金屬催化劑技術及電化學技術，開發(fā)了PEFC的陰極（空氣極）用高活性白金催化劑，以及陽極（燃料極）用耐一氧化碳（CO）毒害特性的優(yōu)良白金合金催化劑。

2018年，田中貴金屬投資約40億日元張大位于神奈川縣的開發(fā)制造燃料動力電池用電極催化劑的FC催化劑開發(fā)中心。在毗鄰田中貴金屬工業(yè)湘南廠內原有的FC催化劑開發(fā)中處，增設總建筑面積約3000平方米的制造出貨大樓和存放倉庫大樓，將加工能力提高約7倍。

一名知情人士表示：“田中很早開始研發(fā)燃料動力電池催化劑，與日本重視發(fā)展燃料動力電池有關。田中擴充產量意味著對將來市場的看好，目前我國客戶占田中的業(yè)務份額比較大，也應當是其接下來比較看重的市場。田中的燃料動力電池催化劑產品系列非常多，還可以依據(jù)客戶要求開發(fā)定制化產品，這是其他廠商難以比肩的。”

莊信萬豐于1817年在倫敦設立，是一家全球性專用化學品公司，致力于發(fā)展催化劑、貴金屬和專用化學品核心技術。早在上個世紀60年代美國上用的催化劑產品，就由莊信萬豐供應，在燃料動力電池催化劑上的研究與加工也非常早。在我國市場，無論是公司還是科研機構購買莊信萬豐催化劑產品的非常多。

值得一提的是，目前莊信萬豐賣給我國市場的催化劑產品是經(jīng)過市場驗證的早期產品，加工基地在北美。由于燃料動力電池催化劑整體市場容量并不大，關于公司的利潤貢獻小，莊信萬豐的業(yè)務重心更多放在膜電極上，其膜電極產品上的催化劑技術更為先進。前段時間億華通公布的科創(chuàng)板招股說明書上顯示，公司膜電極產品就采購自莊信萬豐。

高工氫電了解到，莊信萬豐早在2000年就在英國設立了膜電極廠。多年以來，莊信萬豐膜電極業(yè)務一直在繼續(xù)開展，并未因市場波動而停滯，目前北美及歐洲多家量產燃料動力電池公司都是其客戶。在國內，莊信萬豐與巴拉德膜電極漸漸形成PK之勢。

比較田中貴金屬與莊信萬豐，國內公司大多于近幾年才開始展開燃料動力電池催化劑的研發(fā)，積累顯然嚴重不足。而作為一款車用產品，非得符合車用標準，也非得在車上經(jīng)過反復不斷驗證才算獲得真正的認可，這一點是國產催化劑最缺乏的。

一名資深業(yè)內人士表示：“比較國內外公司，最大的不同在于，我國公司基本都圍繞政策轉，很少公司有自己的可繼續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。國外公司涉足者沒那么多，僅少數(shù)幾家堅強看好將來發(fā)展前景，自負盈虧搞研發(fā)，即便在沒有市場的情況下，也在繼續(xù)地長期投入。也正是因為長期的堅持，才能在燃料動力電池風起時占據(jù)技術高地。”

業(yè)界都希望催化劑能夠盡快批量國產化，不然對整個燃料動力電池行業(yè)發(fā)展都不利。只不過，在國內基礎材料研發(fā)薄弱、政策導向強、公司商業(yè)化宣傳濃厚的環(huán)境下，行業(yè)顯得比較浮躁。

“國內催化劑不是做不起來，假如能腳踏實地做事情，同時公司人員、設備、資金投入能跟上，與終端使用緊密結合，相信能較快地做出性能指標還不錯的產品。”上述資深業(yè)內人士說，當然由于當前整個燃料動力電池市場容量并不大，這其中存在很多的不確定性，很可能要等進口產品使用成熟穩(wěn)定了，國產才慢慢進入。