我國目前正積極迎接新能源汽車的熱潮,但對于我國能否大力發展燃料電池汽車,一些學者基于對鉑資源狀況的分析,提出了否定意見。鉑是燃料電池的催化劑,存在于催化層即膜電極組件的電極中。這些學者測算認為:1輛轎車用20克鉑,1輛客車用200克鉑,而我國鉑的年產量只有4噸,燃料電池汽車發展因此受限。
新源動力股份有限公司是專門從事燃料電池開發研制的公司,其總經理明平文來自中科院大連化學物理研究所。他對《科學時報》記者表示,這些學者的觀點有待商榷。
明平文指出,汽車工業是基于全球資源的大協作生產,汽車所使用的鉑資源不應僅把國內出產量作為限制邊界。其實,傳統的內燃機汽車也要使用鉑作為尾氣催化劑中的主要活性金屬。明平文說:“按照國Ⅲ排放標準,一輛我國出產的2.0L排量的汽車,就要使用3克鉑;按照國Ⅳ排放標準,這個用量還要高;到歐V,每輛車的鉑用量會大幅度上揚至10克。2010年,我國汽車產量將達到1800萬輛,也就是說需要的鉑至少在20噸,這已經遠遠超出了我國的鉑產量。但我們并未感受到來自鉑資源的限制,我國內燃機汽車的產量和需求還在持續增長。”
他進一步分析說,在全球范圍內,到目前為止,鉑資源還沒有制約汽車的產量增長,其中一個重要手段就是從報廢的尾氣催化劑中回收鉑。
明平文告訴記者,在全球汽車產量不斷增長的今天,鉑仍是供大于求。“今年鉑礦區出產量達到186.9噸;全球鉑的凈需求為177.9噸。從汽車尾氣催化劑、首飾、硝酸和燃料電池、電子等行業回收的鉑達到57.2噸。按照現在汽車尾氣催化劑回收工業的數據,鉑的回收率至少是95%,而美國則達到了97%~98%。”
明平文提出,要把燃料電池汽車放在一個長周期的商業化推進、產業化分工而導致的持續產業技術進步過程中來考慮。“每輛燃料電池轎車20克鉑,這是現階段的技術水平,并不對應著未來的生產推廣規模。”目前,國際上已經明確,燃料電池汽車的起步商業化(50萬輛級產量)階段技術目標是每輛車5~10克鉑,也即相當于歐V階段內燃機車的鉑用量。
不過,目前我國燃料電池汽車的示范規模是全國才百輛級,這僅相當于通用汽車一家公司驗證一個燃料電池車型“Equinox”的數量級。明平文認為,我國應擴大燃料電池汽車的示范規模,他呼吁加大對燃料電池相關基礎科學探索和應用技術開發的支持力度。
“這一方面是為了規避鉑資源限制真的到來的風險,另一方面也是為了未來的示范與推廣儲備基礎研究成果。”
基于現階段的數據,鉑資源的限制風險更多會來自于分布不均導致的地域政治因素,而不在總出產量。在2010年的鉑供應量中,南非占76.3%,俄羅斯占13.5%,津巴布韋占4.7%,北美占3.5%,我國只有2.1%。
此外,燃料電池汽車能否徹底不用鉑作為催化劑?中科院院士、大化所研究員包信和認為,以稀土等元素取代鉑的氫氧電催化,沒有科學原理性的障礙。從提高技術集成能力,降低每千瓦性能的催化劑用量,到同等活性與耐久性的低鉑催化劑,再到非鉑催化過程,應該是合理的進步途徑。但這需要持之以恒的集成能力培養和基礎科學研究,以及兩者之間的互動促進。
