贵金属催化材料在氢能产业链各个环节均有应用，未来需求空间广阔

氢能作为一种来源广泛、清洁无碳、灵活高效、能量密度高、应用场景丰富的二次能源，是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介，也是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的最佳选择。氢能被誉为未来世界能源架构的核心，氢能及燃料电池逐步成为全球能源技术革命的重要方向。

贵金属催化材料在氢能产业链各个环节均有应用。氢能作为二次能源，必须从一次能源转换得到，再运输至用能终端，转化为电力、热能或者机械动力。因此，氢能产业链较长，涵盖氢气制备、储运、燃料电池及其应用等诸多环节。贵金属催化材料在氢能产业链的各个环节均发挥着重要作用。

氢能产业链涵盖氢气制备、储运、燃料电池及应用等诸多环节

资料来源：公开资料

——氢制备

化石能源制氢为当前主流技术，电解水制氢最具未来发展潜力。现阶段，主流的制氢工艺主要有化石燃料制氢、工业副产制氢、电解水制氢等，其中化石能源制氢是传统制氢方案，为当前国际和我国最主要的制氢方式，2020年我国81%的氢气为化石燃料制氢，由于生产过程仍会产生温室气体排放，所以并不属于清洁氢能范畴；工业副产制氢是指将富含氢气的工业尾气作为原料制氢，潜在供应量丰富，被广泛认为是燃料电池发展现阶段可行的供氢解决方案；电解水制氢是在直流电下讲水分子分解为氢气和氧气，分别在阴极、阳极析出，电解水制氢是多种方式中碳排放最低的工艺，被认为是最具发展潜力的绿色氢能生产方式。

化石燃料制氢、工业副产制氢、电解水制氢为三种主要制氢方式

资料来源：毕马威

贵金属催化剂为质子交换膜电解水制氢的核心关键材料。电解水制氢主要有三种技术路线：碱性电解（AWE）、质子交换膜（PEM）电解和固体氧化物（SOEC）电解。其中质子交换膜电解水制氢的核心关键材料主要系质子交换膜和贵金属催化剂。

——氢储运

氢的存储运输是连接氢气生产端与需求端的关键桥梁，根据氢气的储存状态可分为气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运等。目前，高压气态储氢、低温液态储氢已进入商业应用化阶段，而有机液态储氢、固体材料储氢尚处于技术研发阶段。不饱和烃类有机溶液被看作是颇具前景的氢载体，通过加氢反应储存氢气，通过脱氢反应释放氢气，储氢密度高，且可以借助现有的液体燃料输运基础设施实现氢运输，从而降低应用成本，备受业界青睐。

氢气的储存方式可以分为气态储运、低温液态储运、有机液态储运和固态储运等

资料来源：毕马威

——燃料电池

氢燃料电池是通过氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，有助于实现氢能的移动化、轻量化和大规模普及，可广泛应用于交通、工业、建筑、军事等领域。燃料电池从商业应用来看，质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池是最主要的三种技术，其中质子交换膜燃料电池由于其工作温度低、启动快、比功率高等优点，非常适合应用于交通和固定式电源领域，正逐步成为现阶段国内外主流应用技术。

氢燃料电池需要配套辅助系统构成燃料电池系统进行工作，其中电堆为核心。氢燃料电池系统主要由电堆和系统配件构成，其中电堆为系统核心，包括由膜电极、双极板构成的各电池单元以及急流板、端板、密封圈等；系统配件以空压机、氢气循环泵、储氢系统等为主。

电堆为燃料电池系统主要成本来源，电堆约占据燃料电池系统成本的59%。膜电极是燃料电池电堆的技术和成本中枢，其中铂基催化剂成本占比最高。膜电极是燃料电池发生电化学反应的场所，为反应气体、尾气和液态水的进出提供通道。膜电极主要由铂基催化剂、质子交换膜、气体扩散层构成，具有高技术门槛特点膜电极占燃料电池电堆成本 60%左右，其中催化剂占燃料电池电堆成本的36%。

催化剂占据燃料电池电堆成本的36%

来源：leadingir