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自主研发先进电催化手艺,NovaMea剑指绿氢万亿市

2021年12月,国际化学领域顶刊《Angewandte Chemie》揭晓了一篇论文,论文内容显示,氢燃料电池和电解槽的要害组件——阴离子交流膜(AEM)取得突破希望。

这项全球现在*进的氢能高效制备和行使手艺,使用非贵金属催化剂即可实现,它意味着更便利化的制氢、用氢远景,是对氢燃料电池和电解槽未来大规模量产应用的一大推动。

论文的背后,是一家华人科学家开办的NovaMea公司。这篇论文,是NovaMea首创人胡喜乐教授率领的课题组。

胡喜乐是天下能源质料领域的重量级学者,就职于天下*理工科学府——瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL),拥有欧洲科学院院士头衔并获奖无数。2023年头,作为团结首创人兼董事长,他与自己的博士生吴星宇在瑞士配合确立NovaMea,致力于氢能装备焦点质料研发与手艺转化。

今年年头,光速光合*投资了NovaMea的天使轮,这也是公司的*次对外融资。

光速光合合资人朱嘉示意,氢气是一种异常理想的高能量密度的能源载体,它可以成为未来新一代绿色“石油”,成为全球能源中一个主要的支柱型产业。

“要实现碳中和这个远景目的,其中很主要的一方面就是要实现绿色的氢气。光速光合连续寻找绿氢行业内*的绿氢手艺,尤其关注手艺中的要害环节,也就是制备绿氢电解槽里的焦点原质料。在这个大偏向下,我们一直在行业内寻找优异的创业团队,并最终锁定了NovaMea。我们信托依附他们*的手艺,能够在这个市场取得*的身位,并随着行业的演进不停做大做强。”

凭证德勤的讲述,从2023年到2050年,氢能每年可发生价值2800亿美元的全球商业,市场规模跨越1.4万亿美元。

NovaMea能否在氢能产业链中找到属于自己的空间?

押宝AEM,赋能制氢手艺

阻碍氢能源产业快速生长的主要瓶颈,是氢气制造和存储成本过高。这个难题只能交给实验室来攻坚。

多年的研究让胡喜乐教授的团队贮备了电解水制氢的相关手艺,也较早发现和意识到了现有商业制氢手艺的缺陷。

现在,主流的电解水制氢手艺分为四大偏向,划分是碱性水电解(ALK)、质子交流膜电解(PEM)、高温固体氧化物电解(SOEC)以及固体聚合物阴离子交流膜电解(AEM)。

这中央,涉及到的焦点是阴离子交流膜,它是电解水制氢反映装置——电解槽的要害组件。这种仅几十微米厚度的薄膜,堪比头发丝,它的作用,是在电解槽的阴阳极之间传输氢氧根离子,同时阻隔氢气和氧气的夹杂。交流膜足够薄,才气使氢氧根离子的传输阻力降低,提高电解池性能。膜的强度也很主要,一旦破碎,氢气和氧气可能夹杂而导致燃烧或爆炸。

上述手艺蹊径中,ALK偏向应用最早,在我国已经完成商用产物化,整体产业链相对成熟。然而,ALK仍存在制氢效率低下、装备体积大且难适配风景等可再生能源电力的问题。

而SOEC和PEM处于商业化开发的初期,前者的质料价钱昂贵是主要问题,其热化学循环,稀奇是系统的启停都市加速老化,降低使用寿命;后者曾经被以为是制氢产业链的下一个风口,密度高、体积小且能耗低,但缺陷是必须依赖铂、铱等贵价金属作为催化剂,耐侵蚀的钛双极板和全氟化PEM也价钱不菲且难以替换,产业投资成本高。

NovaMea的生产装备样机

AEM则差异,它具有优越气密性、低电阻性,因此制氢效率高,使用过渡金属催化剂也导致成本较低。另外,配套的电解水可以使用弱碱为电解液,对装备的侵蚀较轻。

站在学术前沿,胡喜乐教授很早就对AEM睁开研究。在与产业链公司的讨论中他发现,那时实验室开发的催化剂不能被应用到任何已知的电解槽上,大量文献也显示,AEM膜的性能缺陷是那时AEM电解槽投入使用的主要手艺难点,无论是学界照样业界一直缺乏有用希望。

这一缺口,令胡喜乐团队意识到,只有攻克AEM膜,非贵金属催化剂才气被真正使用在电解槽中,AEM手艺才有时机替换PEM手艺。

开启创业之路,NovaMea肩负绿氢使命

决议把AEM立项作为新课题之后,胡喜乐教授从海内招来了该偏向的*个博士生吴星宇。吴星宇本硕结业于天津大学化学工程与手艺专业,该专业是天津大学的王牌专业,延续4次在教育部学科评估中连任*,师从膜星散领域着名学者姜忠义教授,具有扎实的工程设计和应用靠山。吴星宇2018年加入胡喜乐教授课题组,专注AEM焦点质料研发。

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2022年,博士四年级的吴星宇即将结业,胡喜乐教授提议他可以将部门研究做工程化的实验。由此,吴星宇逐渐最先领会相关领域的市场,也意识到了制氢手艺所蕴含的伟大商业潜力。

次年结业的吴星宇,以团结首创人兼CEO身份,加入初创的电解槽质料手艺公司NovaMea,正式走上绿氢能源的焦点手艺商业化之路。

朱嘉提及,在科技领域投资,经常会遇到从实验室走出来落地商业化的公司。“许多教授可能对手艺都异常有钻研,然则对产业和商业的明白可能会有所欠缺。”

“然则*次和胡先生交流,我就发现他有异常强的商业敏锐度和洞察力,从他选择和什么样的客户互助,选择和什么样的机构互助,可以看出他有快速洞察和明白商业本质的能力。”朱嘉示意。

对此,光速光合副总裁张力也有同感。他回忆自己去瑞士洛桑现场尽调的*天,胡先生就拉着他去了自己*的日料馆。饭后,在与日料馆老板的闲聊中,老板提及他们正准备开拓新的门店。听闻,胡先生自动最先帮着老板剖析洛桑的人口漫衍、各地方的喜欢、人流密度等,全方位地展现了自己的商业嗅觉。日料店老板在听完他的剖析后更是一再颔首。

“首创人能够洞察整个商业环节中哪些是主要的,哪些可能相对次要,这一点很主要。另外,他对头部客户主要性的判断能力也异常强,他会花大量精神推进跟头部客户的互助。在我们投资之后,他们很快就正式签署完成了*个订单,异常高效。”朱嘉评价道,“胡先生既是一位*的学者,也是一个老道的‘生意人’。”

公司运营一年多,这对师生同伴也有了相对明确的分工:胡喜乐教授认真统筹对外关系,例如与当地政府、外部投资人、产业基金联系等;而吴星宇专注在公司AEM手艺的研发与转化以及市场的开拓。

产物图

对新生的NovaMea来说,*的挑战是让AEM质料走出实验室,落地到专用电解槽上。“我们的质料异常好,AEM的反映条件比PEM和ALK都要温顺,高分子膜和非贵金属在这个环境下的活性和稳固性会显示更好,这个手艺蹊径是能够走通的。然则,现在还需要更多的实验数据。”

朱嘉示意,任何创新的手艺需要有一个产业化成熟的历程,这也是一个自然而然的行业纪律。AEM的原理已被行业充实研究,对比ALK和PEM,它具备自然的优势,然则它*的问题就是当它在大规模被产业化时,若何确保质料的可靠性、稳固性。

“这恰恰是我们看好NovaMea的一个焦点缘故原由,它真正地解决了AEM要害的膜质料的稳固性问题。使得膜的使用寿命可以10倍优于现有的膜,最终当它被用在电解槽上之后,能使其展现出更好的性能,以及更长的耐久度,且其各项性能的衰减指标也远远优于其他偕行。”

掌握焦点手艺,市场远景广漠

背靠最新的AEM手艺功效,NovaMea信托这将是推动绿氢大规模应用的主要契机,甚至是决议了整个氢能源产业赛道能否崛起的条件。

下沉到公司层面,NovaMea在手艺上的蹊径预判和快速先行,保证了他们与其他偕行业对手竞争中的优势。作为AEM最早的研究团队之一,胡喜乐教授的课题组已经累积了海量的实验数据和工程化履历,进入谈客户、促互助、拿订单的阶段。

手艺*的NovaMea希望顺遂,不仅在今年完成了天使轮融资,也接到了源源不停自动找上门的企业需求。互助的泉源较为多样,一是希望采购AEM膜和电极质料,转型做电解槽的燃料电池公司,二是更下游的氢能产业商用公司。一些海内外的头部企业都已成为NovaMea的客户,或者正在起劲讨论互助空间。

光速光合对于绿氢产业链的结构实在很早。据朱嘉先容,在绿氢的下游,氢的应用端瞄准了燃料电池中的焦点零部件,空气压缩机以及膜电级,投资了这个行业在海内的两家龙头企业,势加透博和唐锋能源,在氢气的储运环节投资了海内的行业龙头企业蓝能。而NovaMea是光速光合在上游制氢环节结构的企业。

再向外延伸,绿氢适合进一步和碳捕捉,合成新一代的绿色燃油,好比甲醇。在这个碳捕捉的历程当中,光速光合已结构投资了费曼动力,通过电解手艺将二氧化碳转化为绿色的一氧化碳,随后与绿氢相连系,进一步地去合成绿色的甲醇、燃油和醋酸等工业产物。事实上,NovaMea和费曼动力都是在未来绿色燃油领域的两个上游要害环节的企业。

现在,NovaMea已经与苏州市杀青落地协议,将在苏州工业园区落地中国总部和产线,生产*批AEM膜。未来,公司战略将会更多倾斜苏州总部,中国将成为焦点市场,并以瑞士为中央向欧洲及全球开展更深条理的营业结构。

“我们对自己的定位,是一家能源装备的焦点质料供应商。在耐久的目的愿景上,我们坚持原创性手艺研发,深耕中国和全球市场,做氢能领域*竞争力的科技公司。”胡喜乐教授和吴星宇博士总结道。

张力记得曾经有人问过胡喜乐教授,若是AEM起量不实时,NovaMea会有预案吗?胡喜乐教授很坚定地回覆,“我信托NovaMea的产物就是能够改变现在这个市场的逆境,让绿氢行业能够更快地生长,我将竭尽全力地推动AEM的商业化。”

眼下,绿氢在可连续航空燃料和海运绿色甲醇等领域饰演着主要角色,AEM商业化无疑会加速绿氢的生长。

随同着“双碳”战略的提出,光速光合连续关注着以降碳为重点的科技创新。朱嘉看到,在绿氢行业现在另有许多要害的手艺问题有待解决,他期待能从中挖掘出更多新的投资时机。