揭秘神话：铂族金属在未来氢能的作用

摘要

第一章：铂族金属在氢经济中的应用

• 铂族金属（PGM）在绿氢产业链的各个环节都发挥着重要作用，包括电解水制氢、氢气储存与运输、氢气纯化以及燃料电池发电。
• 在电解水制氢方面，低温电解槽需要使用铂族金属作为电催化剂，而更高效、更耐用的先进碱性电极则采用钌或铱催化剂。质子交换膜电解槽（PEMWE）则依赖铂族金属电催化剂来实现高效率和耐久性。
• 在氢气储存与运输方面，氢气可以作为氨、甲烷或甲醇等“绿色分子”进行储存和运输，这些过程需要使用钌基、钯基或铂基催化剂。
• 在氢气纯化方面，铂族金属催化剂在转化和去除氧气方面具有高效和稳定的优势。从天然气等来源制得的氢气需要更复杂的纯化步骤，铂族金属催化剂可以提高效率。
• 在氢气使用方面，燃料电池是主要的用氢设备，铂族金属电催化剂对于燃料电池在低于400°C的温度下运行至关重要。不同类型的燃料电池对铂族金属的需求有所不同，但总体而言，铂族金属对于燃料电池的效率和耐久性至关重要。

第二章：铂族金属在氢能领域的成本与效率贡献

• 尽管铂族金属价格昂贵，但它们对总拥有成本的净效应是积极的。高效电解槽和燃料电池可以降低氢气生产和使用成本，而铂族金属的回收利用也可以降低原材料成本。
• 对于PEM电解槽而言，电价、效率、寿命和负荷率是影响水电解制氢平准化成本（LCOH）的主要因素，而铱负载量的影响相对较小。
• 对于PEM燃料电池而言，铂族金属可以提高效率和耐久性，从而降低总拥有成本（TCO）。减少铂族金属的使用可能会导致耐久性损失、效率下降或运行条件灵活性受限，因此，在重型车辆等对成本敏感的应用中，铂族金属的使用仍然是必要的。

第三章：贵金属供需

• 铂族金属广泛应用于各种行业和领域，氢能行业仅占其当前年度需求的一小部分。几十年来，成熟产业通过闭环回收满足其大部分需求，而贵金属交易则满足剩余的净需求。
• 南非是铂族金属的主要供应国，全球已知铂族金属资源的70%以上位于南非。钯金是唯一能够从南部非洲以外地区大量获取的铂族金属，因为它与镍和铜硫化物矿床伴生。
• 铂族金属的最大用户群体是化工、汽车和电子行业。铂和钯在公开市场上交易，流动性高，而铱和钌则在场外交易市场进行交易。
• 氢能行业对铂族金属的需求目前相对较小，但随着氢能行业的快速发展，未来可能会对某些铂族金属的需求造成压力，尤其是铱。

结论

• 铂族金属在氢能产业中的应用已近乎普及，贵金属行业已准备好为氢能经济的持续发展提供支持。
• 对不同的参与者有哪些建议？工程、采购与施工（EPC）公司和氢气生产商应专注于提高其设施的效率和降低氢气的平准化成本；氢气设备生产商应考虑将铱的节约与更好的性能相结合的新一代技术；商用燃料电池应用以及化工行业应专注于提高系统的效率；贵金属行业需要通过交易和产品创新来确保铂族金属供应的稳定性；政策制定者应采取监管效果最积极的措施，并避免有害行为，同时通过支持大型示范项目，帮助制造商展示新一代技术的优势与可靠性。