韩国科学家开发出新型双功能催化剂：稳定高效生产高纯度绿氢【附氢能源技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

氢能源被认为是未来清洁能源的重要选择，因为它在燃烧时不会产生温室气体，只会释放水蒸气。然而，目前生产氢气的方法主要依赖于化石燃料，这导致了环境污染和能源资源的浪费。

近日，韩国科学家利用钌、硅和钨等材料，成功开发出一种新型双功能水电解催化剂。与传统的铂或铱催化剂相比，新催化剂有望以更具成本效益且环境友好的方式，稳定高效生产高纯度绿氢。

这项研究成果是由蔚山科学技术院和韩国科学技术院的联合团队共同完成的。研究人员在钌原子周围掺杂了钨和硅，开发出了这种基于钌、硅和钨的双功能新型催化剂。通过提高质子在催化剂表面的吸附强度，催化剂的反应能力得以快速提升。与传统的铂或铱催化剂相比，新催化剂具有更高的析氢反应活性。此外，新催化剂即使在高腐蚀酸性环境中也表现出非凡的耐用性。

研究团队还发现，厚度为5到10纳米的钨薄膜能够有效保护钌的催化位点，提高了其稳定性。他们使用酸度为0.3的酸性电解质，将10毫安电流注入1平方厘米电极内进行实验。结果显示，即使运行100小时后，新催化剂的性能仍然稳定如初。这项重要的研究成果已经在新一期的《先进材料》杂志上发表。

新催化剂示意图。图片来源：蔚山科学技术院

技术价值观察

氢能源产业链上游为制氢，包含氢气制取(主要技术方式包括煤制氢、工业副产氢、天然气制氢、电解水制氢以及其他工艺制氢)、氢气纯化、氢气液化等环节。

氢能源产业链的中游就是储存环节，主要储运技术包括气态储运、液态储运、固态储运以及有机液态储运等，涵盖储氢装置、氢气运输等。

氢能源产业链下游为加氢及氢的综合应用，涉及到加氢站建设及设备，以及交通、工业、建筑等领域的应用。韩国科学家利用钌、硅和钨等，开发出一种新型双功能水电解催化剂，生产绿氢，处于氢能源产业链上游环节。

宏观市场观察

德国为加氢站建成数量最多的欧洲国家

根据国际能源署先进燃料电池技术合作计划(IEA-AFC TCP)统计的全球加氢站数量可知，2020年欧洲国家中德国的加氢站数量高达90座，位居全欧洲首位;其次为法国，加氢站数量为38座，英国排名第三，加氢站数量为33座。其他欧洲国家的加氢站数量较少，多在10座以下。

氢能源上市企业中多数为国有

氢能源生产领域依据企业的注册资本划分，可分为3个竞争梯队。其中，注册资本大于100亿元的企业有中国石油、国家能源集团、中国石化、宝武集团、河钢集团;注册资本在10-100亿元之间的企业有：宝丰能源、美锦能源、隆基股份、鸿达兴业、亿利洁能等;华昌化工、凯美特气、东华科技、航天工程、金马能源等企业的注册资本在10亿元以下。

从中可以发现，头部企业多数属于中央及地方国有企业。从国内氢能源上市企业的性质来看，氢能源领域中国有上市企业不在少数，其中有多个属于中央国有企业。

西北地区具有氢气制取优势

我国太阳能光伏行业虽起步较晚，但发展迅速，在国家及各地区的政策驱动下，太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长。据国家能源局统计数据显示，2020年我国光伏发电累计装机容量为2.53亿千瓦。从全国分布来看，我国光伏装机容量主要集中在西北、华北和华东地区。

中国氢能源技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前氢能源关键技术强相关的城市集群主要集中在华中、长三角和粤港澳大湾区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于氢能源研发，成为潜在的氢能源技术发展中心。根据热力图的分布粤港澳大湾区有极大的可能性成为氢能源技术的先导区域。重点关注广东省深圳市福田区、河南省郑州市管城回族区、海南省海口市龙华区等地的相关企业，以及这些地方对氢能源产业发展的投资环境和潜力市场。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《全球及中国氢能源行业发展前景与投资战略规划分析报告》

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