【觸媒】我們現在需要的是回收

燃料電池汽車自己產生必要的電流。所需氫氣的填充以與傳統內燃機車輛的燃料供應相同的方式快速進行。
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田中貴金屬公司在觸媒薄膜技術方面的研發成果,使氫燃料電池電解質薄膜的耐久性提高了四倍。該公司生產的貴金屬也用於廢氣淨化觸媒。為了實現更高的永續發展目標,田中貴金屬目前已透過觸媒回收的方式,採購了25%至30%的鉑金和其他金屬。公司已製定未來幾年的明確目標,回收將進一步提高。 ——撰文:貝恩德‧穆勒,自由科技撰稿人,現居波昂附近的梅肯海姆
如果沒有觸媒,永續的未來是不可想像的。人們翹首以盼的氫能經濟也離不開觸媒。燃料電池將氫氣轉化為電能,其工作原理是利用空氣中的氧氣燃燒氫氣生成水。這一過程產生的能量隨後被輸送至電動機,驅動車輛行駛。化學反應發生在塗覆有觸媒膜上。儘管近年來取得了長足的進步,但仍存在一些挑戰需要克服。其中之一便是採用聚合物電解質膜的燃料電池中電解質膜的耐久性問題。
“減少”老化原因,“提高”耐用性
田中貴金屬利用一種用於奈米顆粒/碳觸媒的鉑鈷合金觸媒解決了這個問題。催化劑僅需少量貴金屬,即可將導致電解質膜劣化的過氧化氫生成量減少一半。與使用市售鉑氫電極觸媒相比,在燃料電池中使用此觸媒可使電解質膜的耐久性提高四倍以上。
本田汽車有限公司已根據田中貴金屬公司為其Clarity 燃料電池汽車提供的觸媒性能和耐久性對其進行了評估。
田中貴金屬工業株式會社新事業公司常務執行董事兼總裁莊司徹(接受采訪時)表示,為了“加速對這種新觸媒研究和開發”,公司已投資 3000 萬歐元,增建了一座佔地 3000 平方米的製造和運輸大樓,使產能提高了七倍。

面向“未來”
這家貴金屬專家不僅生產觸媒,也為多家公司提供研發服務。該公司尤其看好德國和歐洲市場的巨大潛力。
「我們希望在觸媒開發階段為公司提供支持,」田中貴金屬國際(歐洲)有限公司總經理湯淺健表示。
為了展示燃料電池和氫能社會的潛力和前景,田中貴金屬啟動了一項新計劃,旨在促進水電解的研究與開發。氫氣製造需要與燃料電池相反的設備:電解槽。電解槽將水分解成氫氣和氧氣,其工作原理與燃料電池完全相反。水電解採用觸媒塗層膜(CCM)進行。作為這項新計劃的一部分,該公司已開始提供CCM樣品,用於評估水電解電極觸媒。
尾氣淨化今後也將成為問題
電動車和燃料電池汽車無疑是未來發展的方向,但內燃機汽車至少在未來十年內仍將繼續生產——通常是混合動力汽車——而且清潔排放仍將是一個問題,尤其是在法規日益嚴格的地區。
由於目前尚無替代品,觸媒中使用的貴金屬鉑、鈀和銠的需求呈指數級增長。這導致原物料交易價格反覆劇烈波動,尤其是鉑和鈀,在某些市場的價格甚至部分受到投機者衍生性商品交易的影響。這不僅對製造商造成不利影響,也令所有相關方感到沮喪,並可能導致供應短缺。這似乎是一個致命缺陷,因為它可能會阻礙向永續技術的轉型。

田中貴金屬回收觸媒所含的貴金屬,目前已滿足所需量的 25% 至 30%。
觸媒回收成為關注焦點
應對價格劇烈波動的方法之一是回收。田中貴金屬自上世紀80年代末期以來就一直從事汽車廢氣淨化觸媒的回收,當時第一批配備觸媒汽車達到了使用壽命的終點。
理論上,可以透過回收來回收所有使用的貴金屬觸媒因為觸媒能加速化學反應但自身不被消耗。由於這三種貴金屬在觸媒中的含量極低,因此處理它們的成本高於處理金或銀。回收過程包括溶解粉碎後的物料,然後將貴金屬吸附到銅回收上,最後去除銅。
田中貴金屬目前透過觸媒回收滿足其25%至30%的需求。未來幾年,這一比例需要提高,公司認為40%至50%是一個現實的目標。 “我們最初開展回收業務是為了避免受市場價格波動的影響,”公司業務戰略經理安德魯·法利表示,“如今,我們不僅證明了我們開發的技術不會浪費資源,而且還在以可持續的方式運營這項業務。”
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