在質(zhì)子交換膜燃料電池的電化學反應(yīng)中，主要涉及兩個反應(yīng)，分別是陽極的氫氧化（HOR）和陰極的氧還原（ORR）。
如上圖所示，陽極HOR過程反應(yīng)很快，但陰極ORR過程很慢，因此需要催化劑加快ORR反應(yīng)速度，從而提高燃料電池整體反應(yīng)效率。目前主流的催化劑是Pt/C 催化劑，是在碳載體上擔載鉑或鉑合金制備而成。
因為鉑是貴金屬，所以催化劑的成本一直居高不下，如何降低鉑使用量，同時又具有高催化活性成了行業(yè)關(guān)注熱點。在應(yīng)用方面，部分燃料電池催化劑供應(yīng)商正在往電解水制氫方向拓展，在PEM電解水制氫系統(tǒng)中，陰極析氫電催化劑主要是鉑碳催化劑，陽極析氧電催化劑主要是二氧化銥。
為提供信息參考，本文整理了Pt/C催化劑的制備方法、生產(chǎn)工藝流程及國內(nèi)外主要供應(yīng)商，
一、Pt/C催化劑的制備方法
Pt/C 催化劑的制備方法主要有浸漬還原法、膠體法、離子交換法、微乳液法等，下面主要對浸漬還原法和膠體法做進一步介紹。
浸漬還原法
浸漬還原法是最早使用的制備擔載型催化劑的方法，它是用前驅(qū)物的鹽溶液浸漬載體，干燥后用還原性氣體還原。
具體做法是:將碳載體在某種溶劑(如水、乙醇等) 中分散均勻，加入一定量的貴金屬前驅(qū)體，如氯鉑酸 (H2PtCl·6H20)，浸漬到碳載體上。在一定的溫度下，加入過量的還原劑(如 HCHO、HCOONa、Na2SO3或者NH2NH2、NaBH4)，或在還原性氣氛下進行熱解還原，即可得到所需要的 Pt/C 催化劑。該方法制得的催化劑，顆粒尺寸與載體相關(guān)，可以獲得約為幾個納米的催化劑。
膠體法
膠體法是在特定的溶劑中，利用一定的還原劑將催化劑的前驅(qū)體制備為膠體，并均勻穩(wěn)定地分散在溶劑中，然后將載體用溶劑分散成漿液，加入膠體溶液中，在此過程中進行還原，制備得到催化劑。
為防止制備過程中催化劑聚集，獲得較小的顆粒，常使用保護劑，如帶電的表面活性劑 (季銨鹽，NR4+) 或具有空間位阻效應(yīng)的高分子聚合物 (如PPh3、PVP、PVA)等。前者是帶電表面活性劑吸附于膠體納米粒子上，在相同電荷的排斥作用下阻止金屬粒子的聚集。后者是吸附于金屬粒子上的高分子聚合物，利用其特殊的空間幾何結(jié)構(gòu)阻止粒子的聚集，可以得到粒徑分布窄、粒子尺寸小的金屬催化劑。
二、Pt/C催化劑生產(chǎn)工藝技術(shù)
整個工序從分散、反應(yīng)、分離、到后處理都是基于微管道的連續(xù)流工藝，主要裝置包括在線式分散系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、分離洗滌系統(tǒng)及干燥后處理系統(tǒng)等幾個單元組成。
工藝流程：催化劑前驅(qū)體漿料和碳黑漿料均質(zhì)分散 → 連續(xù)流微波輔助反應(yīng)設(shè)備合成 → 冷凝 → 酸液破乳均質(zhì)分散 → 洗滌干燥
圖源自雄安新動力科技股份有限公司三、國內(nèi)外氫燃料電池催化劑主要供應(yīng)商
1.? 田中貴金屬工業(yè)株式會社
網(wǎng)址：https://www.tanaka.com.cn/
田中貴金屬工業(yè)是田中貴金屬集團旗下公司之一。公司從1985年展開燃料電池催化劑研究，在該領(lǐng)域擁有極為深厚的技術(shù)積累。其集結(jié)長年培育的貴金屬催化劑技術(shù)及電化學技術(shù)，開發(fā)了 PEFC 的陰極（空氣極）用高活性白金催化劑，以及陽極（燃料極）用耐一氧化碳（CO）毒害特性的優(yōu)良白金合金催化劑。
憑借出色性能表現(xiàn)和穩(wěn)定的批量供貨，田中貴金屬工業(yè)催化劑產(chǎn)品廣受全球客戶好評。公司于2013年建立燃料電池催化劑開發(fā)中心的新工廠，可同時滿足研發(fā)與量產(chǎn)需求。而為應(yīng)對未來全球市場的增長需求，新生產(chǎn)工廠于2018年擴建完成。擴大后的催化劑生產(chǎn)規(guī)模可以達到700公斤/月。
2.? Cataler科特拉
網(wǎng)址：https://www.cataler.co.jp/
本公司在當前的排氣觸媒領(lǐng)域以外，正致力于燃料電池用電極觸媒和電容器用碳素材的先進技術(shù)領(lǐng)域。本公司運用排氣觸媒和活性炭技術(shù)，與豐田汽車公司共同開發(fā)的最先端電極觸媒被采用。
3.? Johnson?Matthey莊信萬豐
莊信萬豐是一家總部位于倫敦的全球性專用化學品公司。在燃料電池領(lǐng)域，其業(yè)務(wù)范圍涵蓋催化劑、催化劑涂層膜（CCM）和膜電極組件（MEA）等方面。
技術(shù)選擇包括賤金屬和貴金屬催化劑解決方案，其中許多可作為顆粒或作為涂層組件（例如，在傳統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)上）提供。
4.? 上海濟平新能源科技有限公司
上海濟平新能源科技有限公司是國內(nèi)第一家實現(xiàn)公斤級量產(chǎn)催化劑的國際頂尖科技企業(yè)，公司致力于為客戶提供氫能與燃料電池催化劑一站式解決方案和服務(wù)（燃料電池催化劑、PEM制氫催化劑、堿性催化劑鎳網(wǎng)加工）。
2020年國產(chǎn)催化劑市場份額超過95%，作為國際頂尖科技公司，市場占有率國內(nèi)第一，產(chǎn)品大批量上車應(yīng)用，實現(xiàn)國內(nèi)零突破。濟平堅持以客戶為中心,堅持“高標準、高效率、高質(zhì)量”的管理理念，致力于為客戶提供更優(yōu)質(zhì)服務(wù)。
5.? 中自環(huán)保科技股份有限公司
中自環(huán)保科技股份有限公司（股票代碼：688737），創(chuàng)始于2005年，2021年在上海證券交易所科創(chuàng)板上市。
中自科技掌握PEM燃料電池/電解槽核心材料技術(shù)，自主研發(fā)生產(chǎn)PEMFC/EC多種電催化劑及漿料配方，為客戶提供從核心材料到關(guān)鍵零部件及系統(tǒng)的一站式解決方案。2020-2023年，中自承擔國家重點研發(fā)計劃"高性能/抗中毒車用燃料電池催化劑的合成技術(shù)與批量制備”項目的“催化劑工業(yè)化量產(chǎn)和工況驗證”。
6.??氫電中科（廣州）新能源設(shè)備有限公司
網(wǎng)址：http://www.sinoshydrogen.com/
氫電中科是一家致力于氫能燃料電池電源系統(tǒng)關(guān)鍵材料、部件開發(fā)和提供氫電應(yīng)用解決方案的國際化合作公司。
氫電中科是廣東省燃料電池汽車示范城市群核心材料催化劑重點企業(yè)和廣州市氫能產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展三年行動計劃催化劑重點企業(yè)。
7.? Umicore優(yōu)美科
作為一家全球性的材料技術(shù)和回收公司，優(yōu)美科的專長是原料科技、化學以及冶金術(shù)，其業(yè)務(wù)主要專注于四個商業(yè)領(lǐng)域：催化劑、能源物質(zhì)、性能材料以及回收。優(yōu)美科自20世紀80年代末開始開發(fā)用于燃料電池技術(shù)的催化劑，產(chǎn)品設(shè)計用于燃料電池車輛、PEM電解槽和其他基于燃料電池的應(yīng)用。
優(yōu)美科將在中國常熟投資建設(shè)大型燃料電池催化劑工廠，預(yù)計將于2024年底投產(chǎn)，并根據(jù)客戶的增長情況進行擴建。
8.? 3M
網(wǎng)址：https://www.3m.com/
3M 是燃料電池組件（包括 MEA）的領(lǐng)先制造商。其燃料電池研發(fā) (R&D) 項目主要旨在克服采用氫燃料電池作為汽車、公共汽車和卡車主要動力來源的技術(shù)障礙。
9.? 賀利氏
賀利氏為不同燃料電池應(yīng)用的CCM陰極和陽極提供貴金屬催化劑：固定發(fā)電、叉車、乘用車、重型運輸、火車和公共汽車。
產(chǎn)品包括具有不同貴金屬負載量的PEM燃料電池催化劑。在PEM燃料電池中，賀利氏的鉑催化劑有助于促進燃料電池堆中的兩個電極反應(yīng)，在各種條件下高效地從氫氣和氧氣產(chǎn)生能量和水。
10.? Pajarito Powder
Pajarito Powder 生產(chǎn)用于燃料電池和（某些）電解槽應(yīng)用的先進催化劑載體材料。ECS 由廉價、廣泛使用的材料組成，使用獲得專利的 VariPore? 工藝以經(jīng)濟的方式大規(guī)模制造。ECS 材料可實現(xiàn)高度特定的鉑（鉑合金）催化劑性能（活性），同時兼具對碳腐蝕（耐久性）和鉑分散性（穩(wěn)定性）的高抵抗力。卓越的 PGM 附著力是這些材料的基本特性，同時顯著改善了整體催化劑性能。
11.? BASF
網(wǎng)址：https://catalysts.basf.com/
12.? 喜瑪拉雅氫能科技集團
https://www.gdxmly.com/
廣州喜瑪拉雅氫能科技有限公司、武漢喜瑪拉雅光電科技股份有限公司，為喜瑪拉雅氫能科技集團子公司。
為了打破目前燃料電池催化劑主要依賴進口的局面，進一步推動燃料電池的自主國產(chǎn)化，喜瑪拉雅聯(lián)合清華大學，經(jīng)過多年的研究，成功開發(fā)出活性優(yōu)良、高穩(wěn)定性、長壽命的燃料電池納米負載型催化劑；并首創(chuàng)了管道均質(zhì)連續(xù)化管道微波合成生產(chǎn)工藝，掌握了催化劑的量產(chǎn)技術(shù)。
13.? 深圳航天科技創(chuàng)新研究院
網(wǎng)址：http://www.spacechina.com/
深圳航天科技創(chuàng)新研究院（簡稱“深航院”）創(chuàng)立于2000年，屬于中國航天科技集團有限公司二級單位，依托現(xiàn)有宇航電源及新能源、新材料、信息技術(shù)、機器人及智能裝備四個優(yōu)勢業(yè)務(wù)，在氫能方面主要專注于催化劑的產(chǎn)業(yè)化。
14.? 國家電投集團氫能科技有限公司
網(wǎng)址：https://spiche.com.cn/
國家電投集團氫能科技有限公司是國電投主導氫能產(chǎn)業(yè)鏈布局的子公司。國電投氫能對燃料電池的研發(fā)是從材料端開始，重點布局燃料電池以及關(guān)鍵技術(shù)、氫動力系統(tǒng)、制氫儲氫關(guān)鍵技術(shù)、氫氣安全研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化平臺。
目前，該公司已經(jīng)實現(xiàn)了催化劑、膜電極、擴散層、金屬雙極板、電堆組裝、系統(tǒng)控制、空壓機等關(guān)鍵技術(shù)、材料和部件的自主化，且關(guān)鍵技術(shù)指標均已達到國際先進水平。
催化劑實驗室15.? 南京東焱氫能源科技有限公司
網(wǎng)址：http://www.doinh2.com/
南京東焱氫能源科技有限公司是一家由南京大學、南京市麒麟科技創(chuàng)新園以及江蘇啟迪科技園發(fā)展有限公司共同創(chuàng)辦的高新技術(shù)企業(yè)，從事燃料電池核心原材料的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售。
質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑有 DOIN-PCO、DOIN-PN、DOIN-PT三個系列。氫燃料電池催化劑產(chǎn)品曾獲得“高新技術(shù)產(chǎn)品”稱號，銷往國內(nèi)外知名氫燃料電池領(lǐng)域公司，并與上海汽車集團股份有限公司、無錫威孚高科技股份有限公司等多家新能源企業(yè)建立長期緊密的合作關(guān)系。
16.? 蘇州擎動動力科技有限公司
網(wǎng)址：https://www.hydrogine.cn/
蘇州擎動科技于2017年自主開發(fā)出第一款催化劑和膜電極產(chǎn)品，2019年2月投產(chǎn)國內(nèi)首條自主開發(fā)的卷對卷直接涂布法的膜電極生產(chǎn)線，實現(xiàn)了從催化劑材料、膜電極設(shè)計、CCM涂布和MEA封裝的全生產(chǎn)工藝流程的完全國產(chǎn)化。
目前，擎動科技已布局蘇州、常熟、上海和河南四大研發(fā)與生產(chǎn)中心，現(xiàn)已擁有萬平研發(fā)中心和生產(chǎn)基地，配備萬級無塵恒溫恒濕車間3座，催化劑產(chǎn)線一條（產(chǎn)能1,000kg/年），全自動膜電極直接涂布生產(chǎn)線和膜電極封裝生產(chǎn)線2條，MEA年產(chǎn)能可達200萬片。
17.? 雄安新動力科技股份有限公司
網(wǎng)址：http://www.kre.cn/
新動力（原名“科融環(huán)境”）成立于1980年，2010年12月于深交所創(chuàng)業(yè)板掛牌上市。
公司的氫燃料電池催化劑項目能夠?qū)崿F(xiàn)高性能、高耐久性、低成本的貴金屬納米催化劑的規(guī)模生產(chǎn)和銷售，保證量產(chǎn)過程中催化劑顆粒尺寸一致性、載體表面的分散均勻性和批次穩(wěn)定性。通過清華大學自主研發(fā)的連續(xù)管道均質(zhì)催化劑量產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)的氫能電催化劑具有較高的純度、更窄的粒徑分布和更為均一的形態(tài)，從而具有高活性和高耐久性的優(yōu)勢。
18.? 江蘇延長桑萊特新能源有限公司
網(wǎng)址：http://www.sunlaite.com/
桑萊特成立于2011年5月，致力于燃料電池的研發(fā)及銷售，擁有從燃料電池關(guān)鍵材料催化劑、核心部件膜電極到燃料電池中端產(chǎn)品電堆、電源，以及終端產(chǎn)品應(yīng)用燃料電池教具、燃料電池車等的一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃料電池系列產(chǎn)品。桑萊特擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的催化劑及其量產(chǎn)制備技術(shù)，可以為客戶提供不同鉑載量的鉑碳催化劑及鉑合金催化劑。
19.? 安徽枡水新能源科技有限公司
網(wǎng)址：http://contango.cn/
安徽枡水新能源科技有限公司成立于2019年5月，是一家致力于氫能關(guān)鍵材料研發(fā)、生產(chǎn)與服務(wù)的高科技企業(yè)，公司聚焦氫能制取與應(yīng)用雙重業(yè)務(wù)領(lǐng)域，主要產(chǎn)品涵蓋PEM電解水制氫催化劑、PEM電解水制氫膜電極與氫燃料電池催化劑等。
氫燃料電池催化劑：
催化活性與穩(wěn)定性達到國內(nèi)一流水平，產(chǎn)能：≥500g/批次，≥200kg/年 鉑載量30-70wt.%，粒徑及性能偏差≤±5%
20.? 寧波中科科創(chuàng)新能源科技有限公司
網(wǎng)址：http://www.cas-nano.cn/
寧波中科科創(chuàng)新能源科技有限公司成立于2015年08月，致力于納米貴金屬及其合金催化劑和燃料電池膜電極的研發(fā)、規(guī)模生產(chǎn)與推廣應(yīng)用。
公司擁有多項核心技術(shù)，包括貴金屬基催化劑規(guī)模化制備技術(shù)、合金催化劑規(guī)模化制備技術(shù)和膜電極規(guī)模化制備技術(shù)等。推出的高金屬載量催化劑適用于氫-氧（空）質(zhì)子交換膜燃料電池、直接醇類燃料電池、金屬-空氣電池和傳感
器等，其主要技術(shù)指標完全達到國際同類產(chǎn)品水平。
21.? 浙江高成綠能科技有限公司
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦氫科技網(wǎng)）：氫燃料電池催化劑供應(yīng)商：田中l(wèi)莊信萬豐l濟平新能源l中自科技l氫電中科等
