替代现有昂贵催化剂！中俄科学家合作研发出新型制氢催化剂：耐久性和稳定性是同类更贵产品的7倍【附氢能源技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

近日，俄罗斯托木斯克理工大学(TPU)与吉林大学(中国长春)的科学家合作，研发出一种用于从水中制氢的新型催化剂。据研发者称，这种催化剂有效且寿命长，耐久性和稳定性是同类更贵产品的7倍，有助于提高水制氢产量，可用于化学工业和燃料制造。相关研究成果发表在《iScience》期刊上。

此次中俄科学家合作研发出一种基于碳化钼的水电解催化剂。这种催化剂的耐久性是现有同类产品的7倍，而且易于获取，可作为现有昂贵催化剂的替代品。研究人员解释说，与同类催化剂相比，新型催化剂合成简单且节能，并且可在15天内保持稳定，而同类催化剂在50小时后就会失效。

新型催化剂的生产采用非真空电弧法。该方法用于获取生产磨料、抛光材料和耐磨涂层所需的超硬材料。与生产各种元素碳化物的其他方法不同，这种方法不需要笨重的设备和隔离反应介质，而是在露天进行合成。

研究人员表示，析氢反应中催化剂的活性可通过过电压值来评估。标准铂基催化剂的过电压值为-31毫伏，过电压越接近该值越好。大多数难以生产且价格昂贵的现有同类催化剂的过电压值平均在-200毫伏至-250毫伏之间。新催化剂则处于-148毫伏的水平，且在合成的简易性方面具有优势。

图片来源：摄图网

技术价值观察

从氢能源行业产业链上下游来看，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。

中俄科学家合作研发出一种基于碳化钼的制氢催化剂，其耐久性和稳定性是同类更贵产品的7倍。因此，从氢能源产业链上看，该制氢技术处于产业链的上游制氢环节。

宏观市场观察

——可再生能源制氢分类

可再生能源制氢指的是利用风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源制取氢的方式。根据中国产学研合作促进会发布的《低碳氢、清洁氢与可再生氢的标准与评价》中的界定，“可再生氢”指当氢气生产所消耗的能源为可再生能源，且单位氢气碳排量小于等于4.9kgCO2e/kgH2时制取出的氢气。

在可再生能源中，风能、海洋能、水力能、地热能均不可以直接获得氢气，需先利用其进行发电，再使用电能进行电解水制氢。而太阳能、生物质能既可以发电制氢，也可以直接制氢。根据制氢方式划分，基于可再生能源发电的电解水制氢和可再生能源直接制氢。在可再生能源发电制氢中，发展相对领先的技术是风电制氢和光伏制氢技术，地热能和海洋能尚不具备规模化制氢技术条件;可再生能源直接制氢主要包含太阳能直接制氢和生物质提纯制氢。

——中国氢气产能、产量情况

中国氢能联盟数据显示，2021年我国氢气产能已超过4000万吨。根据氢能产业大数据平台不完全统计，截至2022年6月，中国氢气产能超过4300万吨。

2021年，我国制氢产量3300万吨。根据国家能源局的数据，作为全球最大氢气生产国，2022年中国氢气产量3781万吨，制氢产量大。

从产量来看，根据中国氢能联盟披露的信息，2022年中国可再生能源电解水制氢产量约10万吨，占我国氢气总产量的0.28%。

——中国氢气消费情况

根据中国氢能联盟披露的数据，2022年，我国氢气产量为3533万吨。根据对氢能进出口的分析可知，当前由于氢气储运技术限制，我国氢气进出口规模很小，2022年，我国氢气进口量为6千克，出口量为6135千克。由此可得，我国氢气表观消费量和氢气产量基本保持一致，2018-2022年，我国氢气表观消费量整体呈增长态势，2022年，我国氢气表观消费量约为3527万吨。

注：中国氢气表观消费量由氢气进出口数据及产量数据测算得出。

从我国可再生能源制氢行业需求特征来看，2022年，合成氨和合成甲醇是我国氢气的主要消费领域，占比分别约为31%和26%。

——可再生能源制氢行业发展前景

2022年，我国已投产可再生能源制氢项目产能达到6.5万吨/年，同比上涨65%。2023年1-11月，我国已投产可再生能源制氢项目产能达到7.14万吨/年。结合现有的项目及政策支持力度，前瞻保守估计，2024到2029年，中国可再生能源制氢产能至少能保持65%的年均复合增长率，到2029年，中国可再生能源制氢产能有望突破百万吨，可再生能源制氢将成为未来氢能产业发展的最大受益者。

中国氢能源技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与氢能源关键技术强关联的城市集群主要集中在华中和华北地区，并且以河南、北京地区为重点发展区域，未来布局氢能源技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华中和华北优先导入，其中可重点关注河南省郑州市金水区、北京市海淀区、朝阳区、大兴区所处氢能源的相关企业，以及该地方对于氢能源的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

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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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