促進氫能社會的轉型

最高等級的遠見

田中貴金屬工業工業株式會社創立於139年前的明治時期（1868-1912年），最初是一家貨幣兌換企業。後來，公司開始從事鉑金貿易，並成為日本第一家成功生產觸媒用白金網企業。如今，身為貴金屬製品產業的領導企業，田中貴金屬工業工業株式會社的業務主要涵蓋三大領域：先進工業材料、金銀條及金幣等資產產品以及珠寶首飾。

田中貴金屬工業工業株式會社在美國、德國以及亞洲各地（包括新加坡、馬來西亞、泰國、中國、韓國和台灣）設有基地和附屬公司。憑藉其先進的技術能力和國際網絡，該公司提供從貴金屬採購到開發、製造、銷售和回收綜合解決方案。

田中貴金屬工業株式會社約30年前成立了燃料電池觸媒研發部門，並於2013年成立了燃料電池觸媒研發中心，此後致力於建立大規模生產系統。此外，為響應日益高漲的全面實現氫能社會的呼聲，該公司於2018年決定擴大產能。目前，該公司面臨的下一個挑戰是建立海外生產基地，並計劃於2026年開始在中國生產面向中國市場的燃料電池電極觸媒。

「我們最初是從製造觸媒材料開始的，然後開始致力於開發燃燒觸媒和燃料電池觸媒，」田中貴金屬工業株式會社代表董事兼執行副總裁多田智之說道。該公司從早期就專注於燃料電池開發和氫能。

「當時，投資氫能領域是一項冒險之舉，但我們公司預見了氫能社會的到來，」多田回憶道。

同時，田中貴金屬工業的科學技術團隊也開始研究貴金屬在醫藥領域的應用，例如癌症治療藥物。秉持著「有朝一日成為為人類健康和生活做出貢獻的觸媒製造商」的願景，該公司邁出了研發氫能社會所需材料的漫長旅程的第一步。

實現清潔排放的核心技術

燃料電池，正式名稱為固體高分子電解質燃料電池（PEFC），其副產物僅為水，不排放任何污染物，包括二氧化碳。鉑基觸媒是維持PEFC性能的關鍵要素。

「觸媒是一種自身不發生變化卻能促進化學反應的物質，」Tada解釋。 「質子交換膜燃料電池需要在低溫下反應，因此需要像鉑這樣高活性觸媒來促進反應。其他觸媒材料，包括非金屬催化劑，也在研究中，但它們的性能無法與鉑相媲美。”

田中貴金屬在日本燃料電池觸媒領域確立了領先企業的穩固地位，是因為其為日本住宅燃料電池系統“ENE-FARM” ^*1開發的鉑釕觸媒取得了成功。

「這一發展是一個轉捩點，決定了我們在日本市場的領先地位，」多田回憶道。 “如果我們沒有開發出這種觸媒，ENE-FARM可能永遠不會成為現實。這一成功也讓我們有信心拓展海外市場。”

據多田稱，所有公司都使用鉑和碳作為燃料電池的觸媒，但田中貴金屬工業擁有一個關鍵優勢：將鉑均勻分散在碳上的先進技術。

先發優勢

其他公司都在效仿田中貴金屬工業的分散技術，但該公司具有先行者的優勢。

「我們的觸媒是奈米級粉末，客戶將其加工成薄層，」Tada解釋。 “由於我們一直是高品質觸媒生產和銷售的先驅，客戶的加工工藝，或者說‘配方’，都是針對我們產品的特性進行優化的，這使得他們很難轉向其他供應商。”

該公司透過與全球開發者合作以及積極主動地分享技術來促進技術創新，這種做法現在被稱為“開放式創新”，並且積極主動地向客戶提供其專業知識。

「我們直接與客戶溝通，指導他們如何使用合適的配方加工觸媒，並讓他們親身體驗產品的性能是否符合預期，」多田說。透過這種客戶支援與產品研發結合的方式，田中貴金屬工業產業加深了與客戶的溝通，並收集了回饋意見，從而進一步改進了產品。

氫能社會的挑戰

Tada指出，氫氣的採購、永續性以及高昂的成本是實現氫能社會的主要挑戰。

「氫氣是一種二次能源，因此與石油等化石燃料不同，它需要以某種原料為原料生產，」多田說。 「使用天然氣或化石燃料作為原材料生產氫氣，或透過電解水生成，都需要耗費巨大的成本和時間。同樣，從海外採購氫氣也是一項沉重的負擔。此外，加氫站的建設以及為其提供的氫氣供應基礎設施尚未完全建成。”

其中一個主要挑戰是如何從「灰氫」（源自化石燃料並排放二氧化碳）過渡到「綠氫」（源自再生能源）。

最簡單的解決方案是聚合物電解質觸媒水電解（PEMWE），但它也是最昂貴的解決方案之一。

「我們也在致力於開髮用於PEMWE的電極觸媒，」多田解釋。 「然而，這個過程需要使用一種名為銥的貴金屬。銥是一種資源有限且價格昂貴的金屬，每克價格約為2萬日元。^*2因此，我們需要找到高效利用銥的方法。”

為了展示氫能的潛力，田中貴金屬工業工業株式會社目前正在其位於神奈川縣平塚市的主要貴金屬回收廠安裝一套500千瓦的燃料電池系統。該系統計劃於2026年投入運營，屆時將成為日本最大的私人用途燃料電池系統之一，預計將滿足該回收廠25%的電力消耗。

由於貴金屬資源稀缺，回收一直是田中貴金屬工業的核心業務。該公司致力於建構涵蓋採購、製造、銷售乃至回收等各環節的全球資源循環體系，並計劃進一步加強與礦山的採購關係，以確保貴金屬的穩定供應。

田中貴金屬工業工業株式會社也從廢料、舊產品和各種設備中回收貴金屬，並在其自有工廠回收。此外，該公司不斷致力於提升產品性能、耐用性和分散技術，以降低鉑金的使用量和成本。

資源開發為未來鋪路

田中貴金屬工業株式會社在材料開發和研究中始終秉持著廣闊的視野，不受業界暫時的潮流或短期趨勢的影響。

「我們不會受到其他公司重大舉措的影響，」多田表示，「我們以理性判斷為基礎，採取戰略性的長期方法支持市場增長。我們之所以能夠做到這一點，是因為我們是一家領先企業，對整個市場有著全局性的把握。我們將保持堅定不移的決心，直至氫能社會的實現。」

此外，多田強調，“我們充分理解，建立氫能社會並非易事”，“即使需要 10 年、20 年甚至 30 年才能實現我們的目標，我們也決心並準備充分投入必要的研發時間。”

*1：ENE-FARM 是東京瓦斯公司、大阪瓦斯株式會社和 ENEOS 株式會社的註冊商標。
*2：田中貴金屬：截至2025年3月

本文由田中貴金屬工業株式會社提供。
https://tanaka-preciousmetals.com/en/