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摘要：铂金特别适合作为燃料电池的催化剂，因为它能使氢和氧以最佳速率进行反应，同时又足够稳定，能够承受燃料电池内部复杂的化学环境和高电流密度，长期有效地发挥作用。
铂金特别适合作为燃料电池的催化剂，因为它能使氢和氧以最佳速率进行反应，同时又足够稳定，能够承受燃料电池内部复杂的化学环境和高电流密度，长期有效地发挥作用。所以我们的故事就从铂金开始 作为一名整日与贵金属打交道的科研民工，非常认同「 ”贵有贵的道理”这句话。300元/克左右的贵金属往往导电性极好，极稳定，极耐腐蚀，光滑闪亮可做饰品，甚至化学性能也是极好的，可谓人人爱。 这就好像我们拼死拼活考个大学，毕业做个小白领，辛苦攒个郊区地铁房首付，为小孩上学、老人看病、妻子家用跑断了腿，年老成为家庭社会子女的累赘。可总有一些人人生开挂，小时候就是亲戚口口相传中的好孩子，在一流大学读最值钱的专业，毕业出来几年内年薪百万创业成功，读MBA时认识如意伴侣，30岁开始生5个孩子，早早退休全球度假玩起来。 世界就是这么不公平，人与人的差距比人与狗的差距还大，最优秀那2%甚至2‰的人不仅厉害，还要辛苦，还要带领普通人过上更好的日子，自然是人人都爱人人喜欢。普通人只要把日子过下去，把基因延续下去就很好很好了。 物质世界多个领域都是如此，贵金属在工业上担任着独一无二的重要用途，如果没有铂，燃料电池大概也不会出现。 铂在地壳中占百万分之0.001，一般存在在镍和铜矿石中，80%的矿藏在南非，其次是俄罗斯，印度也有铂矿发现，每年年产几百万吨，工业用途又都十分重要，这让铂成了重要的贵金属贸易品。 工业用途多也让铂不具有像黄金那么好的保值性，一旦工业用途削减，铂价格会迅速下降。 今天聊聊铂矿开采背后的故事。 铂最初的存在痕迹是在公元7世纪古埃及的一个写满象形文字的尊贵箱子文物上，其中银材质的文字中有一部分色泽不同，后世的科学家发现这部分与众不同的白色金属就是铂族金属。古埃及人当然不知道何为铂族金属，他们一定是将其错认为了银。 黄金在历史上一直是重要的一般等价物及尊贵身份的象征，而铂金历史短的多，18世纪时西班牙在哥伦比亚的殖民地有大量金矿，金矿上往往将铂族金属视为提取加工过程中的杂质。但是铂族金属极其稳定，于是一些「 ”机智”的铸币局员工将铂金 ... 成金币形状，再在外层镀金用来以假乱真。 内部为铂族金属的假金币 虽然无实际价值，但大量铂样品还是通过西班牙流入欧洲，引起欧洲学者对其研究，英法等国的诸多学者逐渐发现铂熔点极高，但还是可以通过砷熔融铂矿物进行提纯。 1859年波旁王朝的斐迪南六世驾崩，于是他的弟弟卡洛斯三世继承西班牙王位，欧洲蓝血贵族们向来近亲通婚，通婚几代后男性基本失去生育能力，还可能沉迷诗词歌赋甚至木匠活。但这位卡洛斯三世不仅生下了13个子女，还大力推行改革清除封建制度积弊。 新国王原通过继承母亲家族封地和战争成为那不勒斯兼西西里国王，在位期间他扶持新贵族以打压旧贵族，阻止年轻人加入教会以削弱教会势力，更改严刑峻法削弱律政人士权力，通过这三点有效缓和了非常严酷的封建等级制度，使当地面貌焕然一新。在继任西班牙国王后他继续自己革命性的改革制度，并大力扶持科学、工业、农业发展，卡洛斯三世就是防止王国被历史车轮碾碎的那个人，这种触动old money利益的改革必然相当难受，卡洛斯三世去世后，继位者他的儿子卡洛斯四世立刻放弃了父亲的改革措施，也使西班牙军队在法国革命军的进攻下失利。这不禁让人想起一位同时期一位东方国家领导人的遭遇。 推广「 ”摊丁入亩”，「 ”火耗归公”之后 卡洛斯三世在马德里成立了一个自然历史内阁，将大量矿物标本记录存放其中，并任命爱尔兰科学家威廉鲍尔斯做负责人，鲍尔斯在之前的研究成果中意识到铂除了用来伪造金币，应该还有其他用途。1774年王国内其他大臣同样意识到，铂具有成为贵金属的一切条件：稳定，稀有，难以加工，可制成器具，他们甚至提议应该奖赏这名伪造金币的铸币工。 于是西班牙 ... 颁布了一条法令：铂金应该像黄金一样属于皇帝陛下。法令要求铂金不可交易，且应全部从殖民地运往马德里，从此拉开了西班牙「 ”铂金时代”的大幕。 在卡洛斯三世大力发展科学的倡议下，西班牙开始建设「 ”世界一流”水平大学，期间一位年轻的法国学者皮埃尔·弗朗索瓦·沙巴诺在卡洛斯三世开出的高薪酬诱惑下来到西班牙从事矿物研究，他出身法国贵族家庭，曾在欧洲各国游历了解风土人情和先进科学文化知识。 在「 ”卡洛斯三世青年科学基金”的支持下，沙巴诺和同事成功将金、银、铅、铜等元素从铂矿物中分离出去，并将成果在类似新闻发布会上公布，鉴于样品中还有未被发现的铱、锇等铂族元素，沙巴诺得到的铂不算是纯铂。 在发现铂锻造技术后沙巴诺理所应当的被上司要求对技术保密，并获得卡洛斯三世非常丰厚的奖赏，从金钱到地位，这时只要不是傻子都能意识到铂经济价值极高。沙巴诺还带着铂样品再次访问了一番欧洲各国，不仅受到热烈欢迎，还有试图窃取技术的他国科研人员。回到西班牙后沙巴诺带领自己的锻造师傅为卡洛斯三世倾情打造了一个重达2kg的大铂圣杯，该圣杯随后在1789年被送给了当时的教皇皮乌斯六世。 重达2kg的铂圣杯 沙巴诺还发现了铂一系列应用环境，诸如用于航海或天文仪器，铂坩埚用于制造最好的望远镜镜片，但受限于王室法令，沙巴诺不可能用铂做太多与王室无关的尝试，而他也因为健康状况于1799年离开西班牙回家乡养老。 铂金从此被西班牙王室牢牢垄断在手里，铂金制成的器具首饰也成为王权的象征。王室除严格限制铂开采及流通外，还购买大量黑人奴隶大力开采铂矿。而当时每150磅运往西班牙的铂矿石中，矿工只能从中赚取2-3英镑。 在沙巴诺告老还乡后，另一名法国人约瑟夫·路易·鲁普斯特来到西班牙接管工作，这位法国人要了大量铂与铂矿石进行研究。事实上除了普鲁斯特科研用铂和送给卡洛斯三世的大圣杯，西班牙并没再大规模使用铂，也就用于锻造一些国王的餐具，新型砝码等等。但哥伦比亚殖民地铸币工的小聪明却被西班牙铸币工学走了，他们将此发扬光大，不仅用铂伪造金币（其实就是简单提纯后的铂矿石），还用铜-铂-金三层结构来伪造。拿破仑战争时法国入侵西班牙，卡洛斯三世创建的各种科研机构被烧毁，西班牙从此失去科学高地。 如同某皇帝七下江南，铂金时代最后的荣光是败家子卡洛斯四世为仿造路易十五在凡尔赛宫设计的小特里亚农宫，在马德里附近修建了一座新皇宫，他还邀请拿破仑的两名著名建筑师佩西尔和方丹为该宫殿设计最华丽的内饰，铂金理所应当大量装饰其间。 大量铂装饰的宫殿 鉴于开采量巨大，直到卡洛斯四世退位王室也没有消耗太多铂金，后来复辟的西班牙国王费迪南七世复位，新 ... 还发现了大量未精制铂金。所以这个铂金时代吧，也没有特别荣耀。 此后铂矿开采及铂制备技术在欧洲传播开来，哥伦比亚等西班牙殖民地也随着拿破仑战争逐个开始独立运动，西班牙强大的海权国家，欧洲最强国家就此失去荣光。在那个野蛮粗犷的年代，西班牙殖民者在殖民地实行了极其严酷的统治，疯狂压迫当地印第安人和下层白人，矿石开采又是危险性极高的行业，不用历史记录我们都能知道，大量黑人矿工遭遇了非人待遇。 历史当然会重演，在哥伦比亚之后俄罗斯发现大量铂矿并成为重要的铂矿石出口国，20世纪早期铂的工业催化性能被发现，全球各地对铂的需求量持续增长。贵金属领域最重要的公司庄信万丰（Johnson Matthey）成立于1817年，创始人培卡尔·诺顿·庄信最初仅是锻造贵金属首饰，1851年时乔治·万丰加入，公司正式更名为庄信万丰直至今天。在贵金属工业用途发现后该公司及时转型生产各种贵金属催化剂，直到今天PEM燃料电池和水电解池中的催化剂还大量来源于该公司，该公司已经成为全球最重要的贵金属催化剂生产制造公司。 接下来聊聊另一个重要铂矿生产国，南非。 本来为庄信万丰提供铂矿石的是俄罗斯，但1924年毛熊之魂爆发，自己成立公司开展铂业务，停止了对外的铂矿石供应。庄信万丰只好派出工程师在全球各地寻找新的铂矿，以维持自己行业龙头地位。1924年南非德兰士瓦一名有淘金经验的农民在家附近的一条溪流中发现了类似的铂矿石，从此南非成为全球最重要的铂矿石产区。 提到南非很多人想到的都是暴力冲突、流血、 ... 、曼德拉，一部《血钻》的电影让全世界知道了钻石开采后面那些由利益驱动的恶行，暴利让人变成鬼。在看完这部电影后，我表姐和男友决定结婚不买钻戒，但他们哪里想到，南非矿产资源丰富，不止钻石开采，铂矿开采也是同样的情形。相比钻石这种实际用途极小的饰品，铂与文明世界息息相关，比如汽车尾气净化器中需要铂催化剂，即使通过不消费钻石来避免加害南非开采钻石的工人，谁又能不坐汽车不开汽车呢。 南非自1948年实施种族隔离制度，从事采矿业的主体人群必然是底层黑人，采矿业辛苦且危险度高，根据种族隔离制度黑人不能从事技术工作，只能做最苦最累的工作。南非周围的非洲国家远比南非贫穷，这些国家的黑人加上南非本国黑人理所应当成为资本积累下的亡魂。在南非金矿中管理者针对如何有效压迫黑人矿工设计了一套精巧且行之有效的 ... 劳工程序。 比如黑人矿工必须通过雇佣公司雇佣，工作时将家庭留在乡下，家人种田收入低，矿工为了养家不得不接受矿区的低工资。一旦矿工试图反抗或积极分子试图组织 ... ，涉事矿工就会被所有雇佣公司拉黑，回到贫穷的黑人居住区。黑人矿工只能居住在监狱一样的宿舍内，一旦出现骚乱可以迅速控制局面。70年代时黑人矿工工资仅为白人矿工的二十分之一，80年代也才是六分之一。 黑人矿工为南非赚取了大量外汇，而南非矿场的死亡率却比英国的矿场高6倍。黑人矿工当然会积极反抗斗争，但因为缺乏先进的理论做指导， ... 活动屡次被矿场或警察制止，直到1985年才成立全国矿工 ... 。1987年8月8日，在约翰内斯堡附近矿区爆发34万人次的 ... ，导致南非一半的金矿和小部分煤矿瘫痪，损失高达上亿美元。 斗争总是有效的，此次 ... 让黑人矿工争取到了一些权利，除涨薪增加抚恤金外，参加 ... 的矿工还可以照常回到矿区工作。 所谓革命不是请客吃饭，是 ... 裸的流血斗争。2012年南非马里卡纳铂金矿区矿工为增加工资而 ... ， ... 时两大 ... 的支持者因矛盾引发暴力冲突，南非警察介入后暴力镇压，最后导致45人死亡，这也成了94年南非结束种族隔离制度后南非国内最大冲突， ... 最后以矿工涨薪22%胜利结束。这次 ... 导致全球铂价钯价大涨20%，如果贵金属催化剂需求量大幅增加，真不知道会给南非带来什么。 南非矿工手持棍棒 ... ... 南非国内白人黑人收入差距极大，2011年南非人均年收入为10万兰特，而2012年 ... 前矿工月薪仅5500兰特。虽说平均收入说明不了什么问题，但矿工这个月薪和他们承担的风险和伤害实在不匹配。而在2012年这次被形容为「 ”血色铂矿”的大 ... 冲突前，南非已经发生很多次铂矿事故，很多次铂矿工人 ... 。 南非矿工即使争取到了涨薪，其他问题如职业病、工作环境安全性还要继续斗争争取。诚如马克思所说，资本来到世界，每个毛孔都流着肮脏的东西，这些基本权力真的要靠流血斗争争取来。 就像我国极其典型的「 ”开胸验肺”事件，那些得了尘肺病的矿工没能劳动脱贫，反而失去健康使自己成为家庭的拖累，经济发展社会进步与他们毫无关系。我经常看关于工厂工人生存状况的报告或新闻，之前看到一些电子厂里质量检测员只招收视力极佳的18.9岁的小女生，这份每月多赚几百上千元的工作做几年之后视力会下降很多很多，类似例子还在工厂里上演。 似乎文明世界的体面一定要建立在资源型地区的血泪之上，而人类现有的科技水平确实无法支撑全球所有人过上中产阶级那种温暖幸福的生活，也就只能这样而已。就算我们这些燃料电池从业者知道贵金属催化剂从何而来经历过什么，我们也做不了什么。 对了，中国铂储量低且铂矿中铂含量低，每年铂消费量又领先全球，除了想办法控制海外铂矿，还需要提高铂回收利用率。当然随着勘探技术的提高，也许还能发现其他铂矿。 此为燃料电池系列第一篇往事，后面的文章，我还会全方位聊聊燃料电池相关历史，以及涉及到的能源化工等等方面。对燃料电池有兴趣的朋友可以关注我，如果喜欢文章，恳求您给我点个赞
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