DEPOSON · 德百顺蓝钻科技
以独一无二的导电金刚石(蓝钻)催化剂,部分乃至完全替代铂、铱贵金属——让绿氢更便宜、更耐久、更通用。
氢能——21世纪的终极能源01 · 能源背景
氢气是目前公认的最为理想的能量载体和清洁能源提供者:无毒无害,反应产物只有水,绿色清洁;热值高,相当于汽油的三倍,被誉为"21世纪的终极能源"。2022年3月,国家发改委和国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,将氢能正式列入国家能源战略布局。
氢气无毒无害,利用后的反应物为水,全程绿色清洁,可真正实现零碳循环。
单位质量热值极高,是公认的理想能量载体,能量释放效率远超化石燃料。
《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》将氢能列入能源战略,产业进入快车道。
02 · 市场空间
到2050年,氢气需求量将接近6000万吨,氢能产业链年产值达12万亿元,成为引领经济发展的新增长极。
2050年氢气年需求量
接近6000万吨
氢能产业链年产值
新的经济增长极
2050年占终端能源约10%
2060年约15%
2050年氢在我国终端能源体系占比约10%,2060年占比将达约15%,成为我国能源战略的重要组成部分。氢能将纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,共同成为终端能源体系的消费主体,带动形成十万亿级的新兴产业。
电解水制氢连接可再生能源与多元终端应用的氢能生态圈
03 · 技术路线
大力发展储能产业,是我国新能源装机规模快速扩张的必然要求。氢能储能能量密度高、储能规模大、能量容量成本小,可作为长时间储能或季节性储能的最优方案,有效提高能量利用率。
| 消纳方式 | 弃电电量 | 制氢潜力 | 可供应公交车数量 |
|---|---|---|---|
| 弃风 | 167亿千瓦时 | 30.2万吨 | 6.6万辆 |
| 弃光 | 46亿千瓦时 | 8.2万吨 | 1.8万辆 |
| 弃水 | 300亿千瓦时 | 53.6万吨 | 11.6万辆 |
| 合计 | 515亿千瓦时 | 92万吨 | 20万辆 |
我国弃风、弃光、弃水电量的制氢潜力测算——仅弃电即可支撑可观规模的绿氢供给。
04 · PEM 电解水制氢
与 AE(碱性水电解)制氢相比,PEM 水电解制氢更能适应可再生能源发电的波动性,被认为是极具发展前景的水电解制氢技术。然而,投资和运行成本高仍然是 PEM 水电解制氢亟待解决的主要问题——这与目前 PEM 的析氧、析氢电催化剂只能选用贵金属材料密切相关。
05 · 新型应用
氨是世界上生产及应用最广泛的化学品之一,主要用于制作硝酸、化肥、炸药以及制冷剂等。在应对全球气候变暖和"双碳"目标下,基于化石燃料的传统合成氨工业很难持续。为减少碳排量,制氨所需的能源势必从目前的化石能源走向包括光、水力、风力、核变等的低碳新式能源。由可再生能源电解水制绿氢,绿氢和氮气催化合成氨,是最先实现绿氨工业化生产的技术路线。不少发达国家的农场都开始利用风能、太阳能,制取氨燃料、氨化肥。
绿氨制造与使用链路:可再生能源 → 电解水制氢 → 绿氨 → 发电储能 / 肥料 / 海运能源
06 · 行业困局
在 PEM 电解水制氢系统中,阴极析氢电催化剂主要是铂碳催化剂,阳极析氧电催化剂的主流是二氧化铱。其中铂、铱等贵金属稀缺的资源、高昂的价格,是制约电解水制氢产业发展的主要因素。
如果铂和铱的载量没有显著减少,随着 PEM 安装率在未来 50 年项目中的提升(装机容量每年线性增长 2GW),铂和铱的供应将会出现瓶颈。
全球铂储量集中于南非
供应高度集中
铱价(2021年5月)
且长期呈上涨趋势
全球铂储量高度集中(左);铂、铱成本持续演变,铱价高达 $203/g(2021年5月)(右)
07 · 核心技术
蓝钻是独一无二的导电金刚石。通过适当的改性后,兼具活性和无与伦比的抗氧化能力,有望部分替代或完全替代贵金属,解决我国贵金属资源匮乏导致的 PEM 瓶颈问题。
蓝钻催化剂制备路线:CVD 生长 + 多步后处理与改性
08 · 核心优势
从成本、寿命到适用场景,全面对标并超越贵金属催化方案。
减少或完全取代贵金属材料的使用,蓝钻可实现规模量产,大幅降本。
抗毒化能力优异于贵金属,能有效解决电极因毒化所产生的性能衰减问题。
在 PEM 酸性条件下,能显著减少传统纯 IrO2 类贵金属载量;在 AE / AEM 碱性条件下,可大幅提高电解效率,降低体积制氢密度。
不仅能利用纯水制氢,还可实现污水处理耦合制氢的双重目标,不挑水质、无资源限制。
具有可调节的水电化学窗口,可为阳极氧化及阴极还原各类应用场景提供解决方案。
09 · 技术发展目标
随着蓝钻催化剂产业化推进,电解槽中比功率密度的贵金属用量将持续下降——这正是蓝钻炼金术的价值曲线。
电解槽中比功率密度的贵金属用量变化趋势(依据文档数据重绘,2025/2030 目标值见下)

