经济效益放大40倍！我国科研团队用废旧电池将二氧化碳转化为燃料【附燃料电池技术赛道观察图谱】

瞻观前沿

2月1日，据科技日报报道，华中科技大学化学与化工学院夏宝玉教授团队利用回收的废旧电池，将二氧化碳转化为具有高经济价值的甲酸。相关研究成果日前发表于《自然》杂志。

该团队创建了质子交换膜二氧化碳电解系统，利用回收的废旧电池将二氧化碳转化为具有高经济价值的甲酸，让甲酸的生成率超过93%，并连续稳定运行5000小时以上，打破多项世界纪录。1月31日，团队研究成果“质子交换膜系统中持久的CO2转化”在《自然》刊发。

据介绍，电解二氧化碳可获得二十余种产物。其中，甲酸具有显著经济价值，在燃料电池、医药领域等有广泛用途。高效获得高纯甲酸，不仅能消耗二氧化碳，还能创造可观的经济效益。

“这一技术具有可观的经济价值。”夏宝玉教授表示。团队设计的二氧化碳电解反应器能在高效稳定运行的基础上实现面积与产量的40倍放大。按照当前市场成本估计，每电解产生1吨甲酸将获得244美元盈利，并有望实现工业化应用。

图片来源：摄图网

技术价值观察

质子交换膜二氧化碳电解系统位于产业链上游环节，有望带来巨大的经济价值。燃料电池产业链主要由上游氢气供应及零部件、中游集成以及下游应用端组成，产业链较长，参与方众多。具体来看，上游主要是氢气的制备、储运、加注以及膜电极、双极板、燃料电池BOP等零部件生产制造行业;中游为燃料电池系统集成行业;下游各大应用领域包含交通运输中的乘用车、商用车，固定发电中的家用或者电站用发电机及便携式电源等。

宏观市场环境

燃料电池成本结构分析 电堆占比高

燃料电池(FuelCell)是一种电化学的发电装置，它能直接将燃料(如氢气、各种富含氢的气体，如重整气和甲醇等)和氧化剂(净化空气、氧气和一些液体，如过氧化氢和硝酸的水溶液等)的化学能通过电极反应转化为电能。

从成本来看，燃料电池系统中最核心的部分是燃料电池电堆，其成本占比接近50%。在燃料电池电堆里面，催化剂占据非常重要的位置，成本比重超50%。燃料电池电堆催化剂主要为铂金属，且国内用量远远高于国外，成本高昂，成为制约燃料电池发展的巨大瓶颈;其次是双极板，成本占比超20%。

降本是关键点

根据《节能与新能源技术路线图2.0》，2035年前我国车用燃料电池要分阶段突破的技术难点主要集中在燃料电池电堆、催化剂、质子交换膜、膜电极、双极板等关键零部件上，其中燃料电池电堆降本是我国燃料电池技术发展的关键目标之一。

2029年市场规模或超150亿元

2017-2022年，我国燃料电池市场规模复合年增长率约为28%，其间还有疫情的影响。综合我国未来燃料电池行业的发展规划，预计我国燃料电池行业市场规模将不断攀升。2024-2029年，预计我国燃料电池行业保持30%的复合年增长率，到2028年市场规模或超150亿元。

中国燃料电池技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，目前燃料电池关键技术强相关的城市集群主要集中在长三角地区、粤港澳大湾区、华中地区以及京津冀地区，尤其是广东省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于燃料电池，成为潜在的燃料电池技术发展中心。根据热力图的分布，广东省深圳市有极大的可能性成为燃料电池技术的先导区域。重点关注广东省深圳市福田区、龙华区、宝安区以及坪山区等地的相关企业，以及这些地方对燃料电池产业发展的投资环境和潜力市场。

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更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国质子交换膜燃料电池（PEMFC）行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

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