瞻觀前沿

2月1日，據(jù)科技日?qǐng)?bào)報(bào)道，華中科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院夏寶玉教授團(tuán)隊(duì)利用回收的廢舊電池，將二氧化碳轉(zhuǎn)化為具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的甲酸。相關(guān)研究成果日前發(fā)表于《自然》雜志。

該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了質(zhì)子交換膜二氧化碳電解系統(tǒng)，利用回收的廢舊電池將二氧化碳轉(zhuǎn)化為具有高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的甲酸，讓甲酸的生成率超過93%，并連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行5000小時(shí)以上，打破多項(xiàng)世界紀(jì)錄。1月31日，團(tuán)隊(duì)研究成果質(zhì)子交換膜系統(tǒng)中持久的CO2轉(zhuǎn)化在《自然》刊發(fā)。

據(jù)介紹，電解二氧化碳可獲得二十余種產(chǎn)物。其中，甲酸具有顯著經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在燃料電池、醫(yī)藥領(lǐng)域等有廣泛用途。高效獲得高純甲酸，不僅能消耗二氧化碳，還能創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

這一技術(shù)具有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。夏寶玉教授表示。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的二氧化碳電解反應(yīng)器能在高效穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)面積與產(chǎn)量的40倍放大。按照當(dāng)前市場(chǎng)成本估計(jì)，每電解產(chǎn)生1噸甲酸將獲得244美元盈利，并有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

圖片來源：攝圖網(wǎng)

技術(shù)價(jià)值觀察

質(zhì)子交換膜二氧化碳電解系統(tǒng)位于產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)，有望帶來巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈主要由上游氫氣供應(yīng)及零部件、中游集成以及下游應(yīng)用端組成，產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng)，參與方眾多。具體來看，上游主要是氫氣的制備、儲(chǔ)運(yùn)、加注以及膜電極、雙極板、燃料電池BOP等零部件生產(chǎn)制造行業(yè);中游為燃料電池系統(tǒng)集成行業(yè);下游各大應(yīng)用領(lǐng)域包含交通運(yùn)輸中的乘用車、商用車，固定發(fā)電中的家用或者電站用發(fā)電機(jī)及便攜式電源等。

宏觀市場(chǎng)環(huán)境

燃料電池成本結(jié)構(gòu)分析 電堆占比高

燃料電池(FuelCell)是一種電化學(xué)的發(fā)電裝置，它能直接將燃料(如氫氣、各種富含氫的氣體，如重整氣和甲醇等)和氧化劑(凈化空氣、氧氣和一些液體，如過氧化氫和硝酸的水溶液等)的化學(xué)能通過電極反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能。

從成本來看，燃料電池系統(tǒng)中最核心的部分是燃料電池電堆，其成本占比接近50%。在燃料電池電堆里面，催化劑占據(jù)非常重要的位置，成本比重超50%。燃料電池電堆催化劑主要為鉑金屬，且國內(nèi)用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國外，成本高昂，成為制約燃料電池發(fā)展的巨大瓶頸;其次是雙極板，成本占比超20%。

降本是關(guān)鍵點(diǎn)

根據(jù)《節(jié)能與新能源技術(shù)路線圖2.0》，2035年前我國車用燃料電池要分階段突破的技術(shù)難點(diǎn)主要集中在燃料電池電堆、催化劑、質(zhì)子交換膜、膜電極、雙極板等關(guān)鍵零部件上，其中燃料電池電堆降本是我國燃料電池技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)之一。

2029年市場(chǎng)規(guī)?；虺?50億元

2017-2022年，我國燃料電池市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合年增長(zhǎng)率約為28%，其間還有疫情的影響。綜合我國未來燃料電池行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，預(yù)計(jì)我國燃料電池行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將不斷攀升。2024-2029年，預(yù)計(jì)我國燃料電池行業(yè)保持30%的復(fù)合年增長(zhǎng)率，到2028年市場(chǎng)規(guī)?；虺?50億元。

中國燃料電池技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前燃料電池關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在長(zhǎng)三角地區(qū)、粵港澳大灣區(qū)、華中地區(qū)以及京津冀地區(qū)，尤其是廣東省成為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域。這些城市群已投入大量政策、資金、環(huán)境和人才資源用于燃料電池，成為潛在的燃料電池技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布，廣東省深圳市有極大的可能性成為燃料電池技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注廣東省深圳市福田區(qū)、龍華區(qū)、寶安區(qū)以及坪山區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對(duì)燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場(chǎng)。

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