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明平文：铂资源不会成燃料电池汽车发展瓶颈

2019/10/16 14:01:312509

我国目前正积极迎接新能源汽车的热潮，但对于我国能否大力发展燃料电池汽车，一些学者基于对铂资源状况的分析，提出了否定意见。铂是燃料电池的催化剂，存在于催化层即膜电极组件的电极中。这些学者测算认为：1辆轿车用20克铂，1辆客车用200克铂，而我国铂的年产量只有4吨，燃料电池汽车发展因此受限。

新源动力股份有限公司是专门从事燃料电池开发研制的公司，其总经理明平文来自中科院大连化学物理研究所。他对《科学时报》记者表示，这些学者的观点有待商榷。明平文指出，汽车工业是基于全球资源的大协作生产，汽车所使用的铂资源不应仅把国内出产量作为限制边界。其实，传统的内燃机汽车也要使用铂作为尾气催化剂中的主要活性金属。明平文说：“按照国Ⅲ排放标准，一辆我国出产的2.0L排量的汽车，就要使用3克铂；按照国Ⅳ排放标准，这个用量还要高；到欧V，每辆车的铂用量会大幅度上扬至10克。2010年，我国汽车产量将达到1800万辆，也就是说需要的铂至少在20吨，这已经远远超出了我国的铂产量。但我们并未感受到来自铂资源的限制，我国内燃机汽车的产量和需求还在持续增长。” 他进一步分析说，在全球范围内，到目前为止，铂资源还没有制约汽车的产量增长，其中一个重要手段就是从报废的尾气催化剂中回收铂。明平文告诉《科学时报》记者，在全球汽车产量不断增长的今天，铂仍是供大于求。“今年铂矿区出产量达到186.9吨；全球铂的净需求为177.9吨。从汽车尾气催化剂、首饰、硝酸和燃料电池、电子等行业回收的铂达到57.2吨。按照现在汽车尾气催化剂回收工业的数据，铂的回收率至少是95%，而美国则达到了97％～98%。” 明平文提出，要把燃料电池汽车放在一个长周期的商业化推进、产业化分工而导致的持续产业技术进步过程中来考虑。“每辆燃料电池轿车20克铂，这是现阶段的技术水平，并不对应着未来的生产推广规模。”目前，国际上已经明确，燃料电池汽车的起步商业化（50万辆级产量）阶段技术目标是每辆车5～10克铂，也即相当于欧V阶段内燃机车的铂用量。不过，目前我国燃料电池汽车的示范规模是全国才百辆级，这仅相当于通用汽车一家公司验证一个燃料电池车型“Equinox”的数量级。明平文认为，我国应扩大燃料电池汽车的示范规模，他呼吁加大对燃料电池相关基础科学探索和应用技术开发的支持力度。 “这一方面是为了规避铂资源限制真的到来的风险，另一方面也是为了未来的示范与推广储备基础研究成果。” 基于现阶段的数据，铂资源的限制风险更多会来自于分布不均导致的地域政治因素，而不在总出产量。在2010年的铂供应量中，南非占76.3%，俄罗斯占13.5%，津巴布韦占4.7%，北美占3.5%，我国只有2.1%。此外，燃料电池汽车能否彻底不用铂作为催化剂？中科院院士、大化所研究员包信和认为，以稀土等元素取代铂的氢氧电催化，没有科学原理性的障碍。从提高技术集成能力，降低每千瓦性能的催化剂用量，到同等活性与耐久性的低铂催化剂，再到非铂催化过程，应该是合理的进步途径。但这需要持之以恒的集成能力培养和基础科学研究，以及两者之间的互动促进。