瞻觀前沿

氫能源被認(rèn)為是未來(lái)清潔能源的重要選擇，因?yàn)樗谌紵龝r(shí)不會(huì)產(chǎn)生溫室氣體，只會(huì)釋放水蒸氣。然而，目前生產(chǎn)氫氣的方法主要依賴于化石燃料，這導(dǎo)致了環(huán)境污染和能源資源的浪費(fèi)。

近日，韓國(guó)科學(xué)家利用釕、硅和鎢等材料，成功開(kāi)發(fā)出一種新型雙功能水電解催化劑。與傳統(tǒng)的鉑或銥催化劑相比，新催化劑有望以更具成本效益且環(huán)境友好的方式，穩(wěn)定高效生產(chǎn)高純度綠氫。

這項(xiàng)研究成果是由蔚山科學(xué)技術(shù)院和韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)共同完成的。研究人員在釕原子周圍摻雜了鎢和硅，開(kāi)發(fā)出了這種基于釕、硅和鎢的雙功能新型催化劑。通過(guò)提高質(zhì)子在催化劑表面的吸附強(qiáng)度，催化劑的反應(yīng)能力得以快速提升。與傳統(tǒng)的鉑或銥催化劑相比，新催化劑具有更高的析氫反應(yīng)活性。此外，新催化劑即使在高腐蝕酸性環(huán)境中也表現(xiàn)出非凡的耐用性。

研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)，厚度為5到10納米的鎢薄膜能夠有效保護(hù)釕的催化位點(diǎn)，提高了其穩(wěn)定性。他們使用酸度為0.3的酸性電解質(zhì)，將10毫安電流注入1平方厘米電極內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，即使運(yùn)行100小時(shí)后，新催化劑的性能仍然穩(wěn)定如初。這項(xiàng)重要的研究成果已經(jīng)在新一期的《先進(jìn)材料》雜志上發(fā)表。

新催化劑示意圖。圖片來(lái)源：蔚山科學(xué)技術(shù)院

技術(shù)價(jià)值觀察

氫能源產(chǎn)業(yè)鏈上游為制氫，包含氫氣制取(主要技術(shù)方式包括煤制氫、工業(yè)副產(chǎn)氫、天然氣制氫、電解水制氫以及其他工藝制氫)、氫氣純化、氫氣液化等環(huán)節(jié)。

氫能源產(chǎn)業(yè)鏈的中游就是儲(chǔ)存環(huán)節(jié)，主要儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)包括氣態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)、固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)以及有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)運(yùn)等，涵蓋儲(chǔ)氫裝置、氫氣運(yùn)輸?shù)取?/p>

氫能源產(chǎn)業(yè)鏈下游為加氫及氫的綜合應(yīng)用，涉及到加氫站建設(shè)及設(shè)備，以及交通、工業(yè)、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用。韓國(guó)科學(xué)家利用釕、硅和鎢等，開(kāi)發(fā)出一種新型雙功能水電解催化劑，生產(chǎn)綠氫，處于氫能源產(chǎn)業(yè)鏈上游環(huán)節(jié)。

宏觀市場(chǎng)觀察

德國(guó)為加氫站建成數(shù)量最多的歐洲國(guó)家

根據(jù)國(guó)際能源署先進(jìn)燃料電池技術(shù)合作計(jì)劃(IEA-AFC TCP)統(tǒng)計(jì)的全球加氫站數(shù)量可知，2020年歐洲國(guó)家中德國(guó)的加氫站數(shù)量高達(dá)90座，位居全歐洲首位;其次為法國(guó)，加氫站數(shù)量為38座，英國(guó)排名第三，加氫站數(shù)量為33座。其他歐洲國(guó)家的加氫站數(shù)量較少，多在10座以下。

氫能源上市企業(yè)中多數(shù)為國(guó)有

氫能源生產(chǎn)領(lǐng)域依據(jù)企業(yè)的注冊(cè)資本劃分，可分為3個(gè)競(jìng)爭(zhēng)梯隊(duì)。其中，注冊(cè)資本大于100億元的企業(yè)有中國(guó)石油、國(guó)家能源集團(tuán)、中國(guó)石化、寶武集團(tuán)、河鋼集團(tuán);注冊(cè)資本在10-100億元之間的企業(yè)有：寶豐能源、美錦能源、隆基股份、鴻達(dá)興業(yè)、億利潔能等;華昌化工、凱美特氣、東華科技、航天工程、金馬能源等企業(yè)的注冊(cè)資本在10億元以下。

從中可以發(fā)現(xiàn)，頭部企業(yè)多數(shù)屬于中央及地方國(guó)有企業(yè)。從國(guó)內(nèi)氫能源上市企業(yè)的性質(zhì)來(lái)看，氫能源領(lǐng)域中國(guó)有上市企業(yè)不在少數(shù)，其中有多個(gè)屬于中央國(guó)有企業(yè)。

西北地區(qū)具有氫氣制取優(yōu)勢(shì)

我國(guó)太陽(yáng)能光伏行業(yè)雖起步較晚，但發(fā)展迅速，在國(guó)家及各地區(qū)的政策驅(qū)動(dòng)下，太陽(yáng)能光伏發(fā)電在我國(guó)呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。據(jù)國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020年我國(guó)光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量為2.53億千瓦。從全國(guó)分布來(lái)看，我國(guó)光伏裝機(jī)容量主要集中在西北、華北和華東地區(qū)。

中國(guó)氫能源技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，目前氫能源關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)相關(guān)的城市集群主要集中在華中、長(zhǎng)三角和粵港澳大灣區(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)境和人才資源用于氫能源研發(fā)，成為潛在的氫能源技術(shù)發(fā)展中心。根據(jù)熱力圖的分布粵港澳大灣區(qū)有極大的可能性成為氫能源技術(shù)的先導(dǎo)區(qū)域。重點(diǎn)關(guān)注廣東省深圳市福田區(qū)、河南省鄭州市管城回族區(qū)、海南省海口市龍華區(qū)等地的相關(guān)企業(yè)，以及這些地方對(duì)氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的投資環(huán)境和潛力市場(chǎng)。

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