【深度】氫電極（燃料電極）可用于SOFC/SOEC制造中市場空間正在不斷增大

2024-07-10 15:03

我國BCZYYb行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，相關研究成果不斷增多，已有企業(yè)可商業(yè)化供貨，例如桐鄉(xiāng)華創(chuàng)三同科技發(fā)展有限公司能夠提供純度≥99.9%的BCZYYb，為氫電極行業(yè)發(fā)展奠定基礎。

氫電極，也稱為燃料電極，在燃料電池中為陽極，功能是將輸入的氫氣分解為氫離子，在電解池中為陰極，功能是電解水時進行還原反應產生氫氣，通常需要具備優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、電子導電性、離子導電性、析氫催化活性等性能。

氫電極可以廣泛應用在固體氧化物燃料電池（SOFC）、固體氧化物電解池（SOEC），以及可逆質子陶瓷電化學電池（R-PCEC）中。其中，SOFC又包括氧離子導體SOFC、質子導體SOFC（即PCEC質子陶瓷燃料電池）兩種，SOEC又包括氧離子傳導型SOEC（即O-SOEC）、質子傳導型SOEC（即H-SOEC）兩種。

SOFC的功能是將化學能轉化為電能，SOEC功能是將電能轉化為化學能，R-PCEC可實現電能、化學能相互可逆轉化。這三大類產品的應用，可以實現電解水制氫、氫與氧反應產電循環(huán)，能夠轉化多余電能，生產氫燃料，并能夠燃燒氫燃料產生電能，實現電能存儲，在應對能源危機、調整能源結構領域開發(fā)應用價值大。

早期，氫電極材料采用鉑（Pt），其電化學性能好、化學穩(wěn)定性優(yōu)，但成本高；鎳（Ni），電子電導率高、高溫穩(wěn)定性好、與電解質相容性好，成為后期常見氫電極材料。根據新思界產業(yè)研究中心發(fā)布的《2024-2029年中國氫電極（燃料電極）行業(yè)市場深度調研及發(fā)展前景預測報告》顯示，現階段，為優(yōu)化三相交界面以及氫電極與電解質膨脹系數匹配度，鎳通常與電解質材料進行混合作為氫電極材料使用，常見的產品有Ni-BZCY（鎳-釔摻雜鋯鈰酸鋇）、Ni-YSZ（鎳-氧化釔穩(wěn)定氧化鋯）、Ni-BCZYYb（鎳-鋇鈰鋯釔鐿）、Ni-BCZYZ等，均為鎳基陶瓷材料。

BCZYYb，以氧化鋇（BaO）、氧化鋯（ZrO2）、氧化釔（Y2O3）等高純超細氧化物粉末為原料，采用固相合成法進行制備，為鈣鈦礦結構。我國BCZYYb行業(yè)發(fā)展速度不斷加快，相關研究成果不斷增多，已有企業(yè)可商業(yè)化供貨，例如桐鄉(xiāng)華創(chuàng)三同科技發(fā)展有限公司能夠提供純度≥99.9%的BCZYYb，為氫電極行業(yè)發(fā)展奠定基礎。

新思界行業(yè)分析人士表示，預計2020-2025年，全球SOFC市場規(guī)模將以30%的年復合增長率高速增長，發(fā)展前景廣闊，我國已有企業(yè)布局，產品出口到海外市場，例如潮州三環(huán)（集團）股份有限公司；我國SOEC項目仍處于小規(guī)模示范階段，但規(guī)模化發(fā)展步伐正在加快，已有企業(yè)試運行的項目各項技術指標優(yōu)秀，例如武漢華科福賽新能源有限責任公司。在此背景下，我國氫電極市場空間正在不斷增大。

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