燃料電池往事：西班牙「鉑金時代」及鉑礦里的血淚
鉑金特別適合作為燃料電池的催化劑，因為它能使氫和氧以最佳速率進行反應，同時又足夠穩定，能夠承受燃料電池內部複雜的化學環境和高電流密度，長期有效地發揮作用。所以我們的故事就從鉑金開始
作為一名整日與貴金屬打交道的科研民工，非常認同「貴有貴的道理」這句話。300元/克左右的貴金屬往往導電性極好，極穩定，極耐腐蝕，光滑閃亮可做飾品，甚至化學性能也是極好的，可謂人人愛。
這就好像我們拼死拼活考個大學，畢業做個小白領，辛苦攢個郊區地鐵房首付，為小孩上學、老人看病、妻子家用跑斷了腿，年老成為家庭社會子女的累贅。可總有一些人人生開掛，小時候就是親戚口口相傳中的好孩子，在一流大學讀最值錢的專業，畢業出來幾年內年薪百萬創業成功，讀MBA時認識如意伴侶，30歲開始生5個孩子，早早退休全球度假玩起來。
世界就是這麼不公平，人與人的差距比人與狗的差距還大，最優秀那2%甚至2‰的人不僅厲害，還要辛苦，還要帶領普通人過上更好的日子，自然是人人都愛人人喜歡。普通人只要把日子過下去，把基因延續下去就很好很好了。
物質世界多個領域都是如此，貴金屬在工業上擔任著獨一無二的重要用途，如果沒有鉑，燃料電池大概也不會出現。
鉑在地殼中佔百萬分之0.001，一般存在在鎳和銅礦石中，80%的礦藏在南非，其次是俄羅斯，印度也有鉑礦發現，每年年產幾百萬噸，工業用途又都十分重要，這讓鉑成了重要的貴金屬貿易品。
工業用途多也讓鉑不具有像黃金那麼好的保值性，一旦工業用途削減，鉑價格會迅速下降。
今天聊聊鉑礦開採背後的故事。
鉑最初的存在痕迹是在公元7世紀古埃及的一個寫滿象形文字的尊貴箱子文物上，其中銀材質的文字中有一部分色澤不同，後世的科學家發現這部分與眾不同的白色金屬就是鉑族金屬。古埃及人當然不知道何為鉑族金屬，他們一定是將其錯認為了銀。
黃金在歷史上一直是重要的一般等價物及尊貴身份的象徵，而鉑金歷史短的多，18世紀時西班牙在哥倫比亞的殖民地有大量金礦，金礦上往往將鉑族金屬視為提取加工過程中的雜質。但是鉑族金屬極其穩定，於是一些「機智」的鑄幣局員工將鉑金製作成金幣形狀，再在外層鍍金用來以假亂真。
內部為鉑族金屬的假金幣
雖然無實際價值，但大量鉑樣品還是通過西班牙流入歐洲，引起歐洲學者對其研究，英法等國的諸多學者逐漸發現鉑熔點極高，但還是可以通過砷熔融鉑礦物進行提純。
1859年波旁王朝的斐迪南六世駕崩，於是他的弟弟卡洛斯三世繼承西班牙王位，歐洲藍血貴族們向來近親通婚，通婚幾代後男性基本失去生育能力，還可能沉迷詩詞歌賦甚至木匠活。但這位卡洛斯三世不僅生下了13個子女，還大力推行改革清除封建制度積弊。
新國王原通過繼承母親家族封地和戰爭成為那不勒斯兼西西里國王，在位期間他扶持新貴族以打壓舊貴族，阻止年輕人加入教會以削弱教會勢力，更改嚴刑峻法削弱律政人士權力，通過這三點有效緩和了非常嚴酷的封建等級制度，使當地面貌煥然一新。在繼任西班牙國王后他繼續自己革命性的改革制度，並大力扶持科學、工業、農業發展，卡洛斯三世就是防止王國被歷史車輪碾碎的那個人，這種觸動old money利益的改革必然相當難受，卡洛斯三世去世後，繼位者他的兒子卡洛斯四世立刻放棄了父親的改革措施，也使西班牙軍隊在法國革命軍的進攻下失利。這不禁讓人想起一位同時期一位東方國家領導人的遭遇。
推廣「攤丁入畝」，「火耗歸公」之後
卡洛斯三世在馬德里成立了一個自然歷史內閣，將大量礦物標本記錄存放其中，並任命愛爾蘭科學家威廉鮑爾斯做負責人，鮑爾斯在之前的研究成果中意識到鉑除了用來偽造金幣，應該還有其他用途。1774年王國內其他大臣同樣意識到，鉑具有成為貴金屬的一切條件：穩定，稀有，難以加工，可製成器具，他們甚至提議應該獎賞這名偽造金幣的鑄幣工。
於是西班牙政府頒布了一條法令：鉑金應該像黃金一樣屬於皇帝陛下。法令要求鉑金不可交易，且應全部從殖民地運往馬德里，從此拉開了西班牙「鉑金時代」的大幕。
在卡洛斯三世大力發展科學的倡議下，西班牙開始建設「世界一流」水平大學，期間一位年輕的法國學者皮埃爾·弗朗索瓦·沙巴諾在卡洛斯三世開出的高薪酬誘惑下來到西班牙從事礦物研究，他出身法國貴族家庭，曾在歐洲各國遊歷了解風土人情和先進科學文化知識。
在「卡洛斯三世青年科學基金」的支持下，沙巴諾和同事成功將金、銀、鉛、銅等元素從鉑礦物中分離出去，並將成果在類似新聞發布會上公布，鑒於樣品中還有未被發現的銥、鋨等鉑族元素，沙巴諾得到的鉑不算是純鉑。
在發現鉑鍛造技術後沙巴諾理所應當的被上司要求對技術保密，並獲得卡洛斯三世非常豐厚的獎賞，從金錢到地位，這時只要不是傻子都能意識到鉑經濟價值極高。沙巴諾還帶著鉑樣品再次訪問了一番歐洲各國，不僅受到熱烈歡迎，還有試圖竊取技術的他國科研人員。回到西班牙後沙巴諾帶領自己的鍛造師傅為卡洛斯三世傾情打造了一個重達2kg的大鉑聖杯，該聖杯隨後在1789年被送給了當時的教皇皮烏斯六世。
重達2kg的鉑聖杯
沙巴諾還發現了鉑一系列應用環境，諸如用於航海或天文儀器，鉑坩堝用於製造最好的望遠鏡鏡片，但受限於王室法令，沙巴諾不可能用鉑做太多與王室無關的嘗試，而他也因為健康狀況於1799年離開西班牙回家鄉養老。
鉑金從此被西班牙王室牢牢壟斷在手裡，鉑金製成的器具首飾也成為王權的象徵。王室除嚴格限制鉑開採及流通外，還購買大量黑人奴隸大力開採鉑礦。而當時每150磅運往西班牙的鉑礦石中，礦工只能從中賺取2-3英鎊。
在沙巴諾告老還鄉後，另一名法國人約瑟夫·路易·魯普斯特來到西班牙接管工作，這位法國人要了大量鉑與鉑礦石進行研究。事實上除了普魯斯特科研用鉑和送給卡洛斯三世的大聖杯，西班牙並沒再大規模使用鉑，也就用於鍛造一些國王的餐具，新型砝碼等等。但哥倫比亞殖民地鑄幣工的小聰明卻被西班牙鑄幣工學走了，他們將此發揚光大，不僅用鉑偽造金幣（其實就是簡單提純後的鉑礦石），還用銅-鉑-金三層結構來偽造。拿破崙戰爭時法國入侵西班牙，卡洛斯三世創建的各種科研機構被燒毀，西班牙從此失去科學高地。
如同某皇帝七下江南，鉑金時代最後的榮光是敗家子卡洛斯四世為仿造路易十五在凡爾賽宮設計的小特里亞農宮，在馬德里附近修建了一座新皇宮，他還邀請拿破崙的兩名著名建築師佩西爾和方丹為該宮殿設計最華麗的內飾，鉑金理所應當大量裝飾其間。
大量鉑裝飾的宮殿
鑒於開採量巨大，直到卡洛斯四世退位王室也沒有消耗太多鉑金，後來複辟的西班牙國王費迪南七世複位，新政府還發現了大量未精製鉑金。所以這個鉑金時代吧，也沒有特別榮耀。
此後鉑礦開採及鉑製備技術在歐洲傳播開來，哥倫比亞等西班牙殖民地也隨著拿破崙戰爭逐個開始獨立運動，西班牙強大的海權國家，歐洲最強國家就此失去榮光。在那個野蠻粗獷的年代，西班牙殖民者在殖民地實行了極其嚴酷的統治，瘋狂壓迫當地印第安人和下層白人，礦石開採又是危險性極高的行業，不用歷史記錄我們都能知道，大量黑人礦工遭遇了非人待遇。
歷史當然會重演，在哥倫比亞之後俄羅斯發現大量鉑礦並成為重要的鉑礦石出口國，20世紀早期鉑的工業催化性能被發現，全球各地對鉑的需求量持續增長。貴金屬領域最重要的公司庄信萬豐（Johnson Matthey）成立於1817年，創始人培卡爾·諾頓·庄信最初僅是鍛造貴金屬首飾，1851年時喬治·萬豐加入，公司正式更名為庄信萬豐直至今天。在貴金屬工業用途發現後該公司及時轉型生產各種貴金屬催化劑，直到今天PEM燃料電池和水電解池中的催化劑還大量來源於該公司，該公司已經成為全球最重要的貴金屬催化劑生產製造公司。
接下來聊聊另一個重要鉑礦生產國，南非。
本來為庄信萬豐提供鉑礦石的是俄羅斯，但1924年毛熊之魂爆發，自己成立公司開展鉑業務，停止了對外的鉑礦石供應。庄信萬豐只好派出工程師在全球各地尋找新的鉑礦，以維持自己行業龍頭地位。1924年南非德蘭士瓦一名有淘金經驗的農民在家附近的一條溪流中發現了類似的鉑礦石，從此南非成為全球最重要的鉑礦石產區。
提到南非很多人想到的都是暴力衝突、流血、強姦、曼德拉，一部《血鑽》的電影讓全世界知道了鑽石開採後面那些由利益驅動的惡行，暴利讓人變成鬼。在看完這部電影后，我表姐和男友決定結婚不買鑽戒，但他們哪裡想到，南非礦產資源豐富，不止鑽石開採，鉑礦開採也是同樣的情形。相比鑽石這種實際用途極小的飾品，鉑與文明世界息息相關，比如汽車尾氣凈化器中需要鉑催化劑，即使通過不消費鑽石來避免加害南非開採鑽石的工人，誰又能不坐汽車不開汽車呢。
南非自1948年實施種族隔離制度，從事採礦業的主體人群必然是底層黑人，採礦業辛苦且危險度高，根據種族隔離制度黑人不能從事技術工作，只能做最苦最累的工作。南非周圍的非洲國家遠比南非貧窮，這些國家的黑人加上南非本國黑人理所應當成為資本積累下的亡魂。在南非金礦中管理者針對如何有效壓迫黑人礦工設計了一套精巧且行之有效的移民勞工程序。
比如黑人礦工必須通過僱傭公司僱傭，工作時將家庭留在鄉下，家人種田收入低，礦工為了養家不得不接受礦區的低工資。一旦礦工試圖反抗或積極分子試圖組織罷工，涉事礦工就會被所有僱傭公司拉黑，回到貧窮的黑人居住區。黑人礦工只能居住在監獄一樣的宿舍內，一旦出現騷亂可以迅速控制局面。70年代時黑人礦工工資僅為白人礦工的二十分之一，80年代也才是六分之一。
黑人礦工為南非賺取了大量外匯，而南非礦場的死亡率卻比英國的礦場高6倍。黑人礦工當然會積極反抗鬥爭，但因為缺乏先進的理論做指導，工會活動屢次被礦場或警察制止，直到1985年才成立全國礦工工會。1987年8月8日，在約翰內斯堡附近礦區爆發34萬人次的罷工，導致南非一半的金礦和小部分煤礦癱瘓，損失高達上億美元。
鬥爭總是有效的，此次罷工讓黑人礦工爭取到了一些權利，除漲薪增加撫恤金外，參加罷工的礦工還可以照常回到礦區工作。
所謂革命不是請客吃飯，是赤裸裸的流血鬥爭。2012年南非馬里卡納鉑金礦區礦工為增加工資而罷工，罷工時兩大工會的支持者因矛盾引發暴力衝突，南非警察介入後暴力鎮壓，最後導致45人死亡，這也成了94年南非結束種族隔離制度後南非國內最大衝突，罷工最後以礦工漲薪22%勝利結束。這次罷工導致全球鉑價鈀價大漲20%，如果貴金屬催化劑需求量大幅增加，真不知道會給南非帶來什麼。
南非礦工手持棍棒罷工示威
南非國內白人黑人收入差距極大，2011年南非人均年收入為10萬蘭特，而2012年罷工前礦工月薪僅5500蘭特。雖說平均收入說明不了什麼問題，但礦工這個月薪和他們承擔的風險和傷害實在不匹配。而在2012年這次被形容為「血色鉑礦」的大罷工衝突前，南非已經發生很多次鉑礦事故，很多次鉑礦工人罷工。
南非礦工即使爭取到了漲薪，其他問題如職業病、工作環境安全性還要繼續鬥爭爭取。誠如馬克思所說，資本來到世界，每個毛孔都流著骯髒的東西，這些基本權力真的要靠流血鬥爭爭取來。
就像我國極其典型的「開胸驗肺」事件，那些得了塵肺病的礦工沒能勞動脫貧，反而失去健康使自己成為家庭的拖累，經濟發展社會進步與他們毫無關係。我經常看關於工廠工人生存狀況的報告或新聞，之前看到一些電子廠里質量檢測員只招收視力極佳的18.9歲的小女生，這份每月多賺幾百上千元的工作做幾年之後視力會下降很多很多，類似例子還在工廠里上演。
似乎文明世界的體面一定要建立在資源型地區的血淚之上，而人類現有的科技水平確實無法支撐全球所有人過上中產階級那種溫暖幸福的生活，也就只能這樣而已。就算我們這些燃料電池從業者知道貴金屬催化劑從何而來經歷過什麼，我們也做不了什麼。
對了，中國鉑儲量低且鉑礦中鉑含量低，每年鉑消費量又領先全球，除了想辦法控制海外鉑礦，還需要提高鉑回收利用率。當然隨著勘探技術的提高，也許還能發現其他鉑礦。
此為燃料電池系列第一篇往事，後面的文章，我還會全方位聊聊燃料電池相關歷史，以及涉及到的能源化工等等方面。對燃料電池有興趣的朋友可以關注我，如果喜歡文章，懇求您給我點個贊
