日本：車企致力減少鉑催化劑用量 降燃料電池車成本

據(jù)日本媒體報道，日本車企將在未來加快技術(shù)攻關(guān)，減少鉑作為催化劑的用量。此前，豐田和本田宣布將于2015年開始銷售降低了成本的燃料電池車（FCV），但其價格仍然難以走進(jìn)普通車的行列。

FCV低成本化的最后難關(guān)，是減少燃料電池催化劑中使用的鉑（Pt）用量。豐田技術(shù)統(tǒng)括部新車推進(jìn)組主任兼擔(dān)當(dāng)部長折橋信行表示，為實現(xiàn)FCV的大眾化而進(jìn)一步降低成本時，“面臨的最后一道難關(guān)就是削減鉑的使用量”。對FCV而言，“必須減少鉑用量，最好徹底不用”，削減鉑用量的課題無法回避。

據(jù)折橋信行介紹，該公司為了降低FCV的成本，打算重點采取以下五項措施：一是簡化或停用某些部件；二是使用量產(chǎn)部件；三是簡化部件構(gòu)造；四是削減材料費；五是改善制造方法。

其中，削減FCV燃料電池的鉑用量屬于其中第4項。豐田在預(yù)定2015年上市的FCV上也以這五項措施為中心降低了成本，燃料電池系統(tǒng)的成本降到該公司2008年推出的FCV“FCHV-adv”的5%以下。

削減鉑的用量之所以重要，是因為鉑是一種昂貴的材料。2008年的一份調(diào)查報告顯示，輸出功率為80千瓦的小型車每輛使用鉑32克，150千瓦的中型車使用60克，250千瓦的大型車使用150克。即使每輛車按50克計算，鉑的原料費就高達(dá)24萬日元以上。因此，要想大幅降低FCV的成本，必須削減鉑用量。

FCV屬于電動汽車，通過配備燃料電池，可以一邊發(fā)電一邊行駛。馬達(dá)、電池、逆變器等能與電動汽車和混合動力車通用的部件很多。目前FCV的主流是配備固體高分子型燃料電池（PEFC），以燃料罐中填充的氫為燃料發(fā)電。

PEFC的電解質(zhì)使用的是具備離子導(dǎo)電性的高分子膜，用燃料極和空氣極夾住電解質(zhì)構(gòu)成電池單元（單電池）。發(fā)電原理是，供應(yīng)給燃料極的氫氣（H2）分解成氫離子（H＋）和電子，氫離子移動到電解質(zhì)中，在空氣極與氧氣和電子發(fā)生反應(yīng)生成水。此時，電子通過外部電路從燃料極移動到空氣極從而產(chǎn)生電流。鉑催化劑的作用就是促進(jìn)這一系列反應(yīng)，在反應(yīng)速度慢的空氣極的用量尤其多。

削減鉑用量的方法之一是改善催化劑的耐久性。耐久性提高，就能防止劣化，從而減少鉑的用量。PEFC的催化劑一般采用在碳載體上吸附鉑的材料。因此，要想提高催化劑的耐久性，需要分別提高鉑和碳載體的耐久性。

此外，通過改進(jìn)催化劑的構(gòu)造來減少鉑用量的研究也在進(jìn)行中，其中之一是“核殼催化劑”。這種催化劑的表面由鉑微粒構(gòu)成，中心部分由其他材料的微粒構(gòu)成，通過將部分材料換成其他材料來減少鉑用量。（科技日報）