绿色科技新能源是光速光合投资的主要赛道之一,团队始终关注着新能源技术的发展趋势。2021年,NovaMea公司的出现引起了光速光合的高度关注。这家由胡喜乐教授和吴星宇博士共同创立的初创公司,凭借其在阴离子交换膜(AEM)技术上的突破进展,有望极大地推动氢燃料电池和电解槽未来大规模的量产应用。
2021年12月,国际化学领域顶刊《Angewandte Chemie》发表了一篇论文,论文内容显示,氢燃料电池和电解槽的关键组件——阴离子交换膜(AEM)取得突破进展。
这项全球目前最先进的氢能高效制备和利用技术,使用非贵金属催化剂即可实现,它意味着更便利化的制氢、用氢前景,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,是一家华人科学家创办的NovaMea公司。这篇论文,是NovaMea创始人胡喜乐教授带领的课题组。
胡喜乐是世界能源材料领域的重量级学者,就职于世界顶尖理工科学府——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年初,作为联合创始人兼董事长,他与自己的博士生吴星宇在瑞士共同创立NovaMea,致力于氢能装备核心材料研发与技术转化。
2024年年初,光速光合独家投资了NovaMea的天使轮,这也是公司的第一次对外融资。
光速光合合伙人朱嘉表示,氢气是一种非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重要的支柱型产业。
“要实现碳中和这个远景目标,其中很重要的一方面就是要实现绿色的氢气。光速光合持续寻找绿氢行业内最优的绿氢技术,尤其关注技术中的关键环节,也就是制备绿氢电解槽里的核心原材料。在这个大方向下,我们一直在行业内寻找优秀的创业团队,并最终锁定了NovaMea。我们相信凭借他们领先的技术,能够在这个市场取得领先的身位,并随着行业的演进不断做大做强。”
根据德勤的报告,从2023年到2050年,氢能每年可产生价值2800亿美元的全球贸易,市场规模超过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?
1、光速光合押宝AEM
光速光合是NovaMea的天使轮投资方,NovaMea致力于突破AEM膜技术瓶颈,以期通过低成本、高效率的AEM技术降低氢气制造和存储成本,从而推动氢能产业的快速发展。
阻碍氢能源产业快速发展的主要瓶颈,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储备了电解水制氢的相关技术,也较早发现和意识到了现有商业制氢技术的缺陷。
目前,主流的电解水制氢技术分为四大方向,分别是碱性水电解(ALK)、质子交换膜电解(PEM)、高温固体氧化物电解(SOEC)以及固体聚合物阴离子交换膜电解(AEM)。
这中间,涉及到的核心是阴离子交换膜,它是电解水制氢反应装置——电解槽的关键组件。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,同时隔绝氢气和氧气的混合。交换膜足够薄,才能使氢氧根离子的传输阻力降低,提高电解池性能。膜的强度也很重要,一旦破裂,氢气和氧气可能混合而导致燃烧或爆炸。
上述技术路线中,ALK方向应用最早,在我国已经完成商用产品化,整体产业链相对成熟。然而,ALK仍存在制氢效率低下、设备体积大且难适配风光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,前者的材料价格昂贵是首要问题,其热化学循环,特别是系统的启停都会加速老化,降低使用寿命;后者曾经被认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,耐腐蚀的钛双极板和全氟化PEM也价格不菲且难以替代,产业投资成本高。
AEM则不同,它具有良好气密性、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,对设备的腐蚀较轻。
站在学术前沿,胡喜乐教授很早就对AEM展开研究。在与产业链公司的讨论中他发现,当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膜的性能缺陷是当时AEM电解槽投入使用的主要技术难点,无论是学界还是业界一直缺乏有效进展。
这一缺口,令胡喜乐团队意识到,只有攻克AEM膜,非贵金属催化剂才能被真正使用在电解槽中,AEM技术才有机会替代PEM技术。
2、光速光合锁定NovaMea
一项创新的技术往往需要一个产业化成熟的过程,光速光合作为NovaMea的天使轮投资方,看好NovaMea的核心原因在于其能真正解决AEM关键的膜材料的稳定性问题,展现出更好的性能以及更长的耐久度。
决定把AEM立项作为新课题之后,胡喜乐教授从国内招来了该方向的第一个博士生吴星宇。吴星宇本硕毕业于天津大学化学工程与技术专业,该专业是天津大学的王牌专业,连续4次在教育部学科评估中蝉联第一,师从膜分离领域知名学者姜忠义教授,具有扎实的工程设计和应用背景。吴星宇2018年加入胡喜乐教授课题组,专注AEM核心材料研发。
2022年,博士四年级的吴星宇即将毕业,胡喜乐教授提议他可以将部分研究做工程化的尝试。由此,吴星宇逐渐开始了解相关领域的市场,也意识到了制氢技术所蕴含的巨大商业潜力。
次年毕业的吴星宇,以联合创始人兼CEO身份,加入初创的电解槽材料技术公司NovaMea,正式走上绿氢能源的核心技术商业化之路。
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。“很多教授可能对技术都非常有钻研,但是对产业和商业的理解可能会有所欠缺。”
“但是第一次和胡老师交流,我就发现他有非常强的商业敏锐度和洞察力,从他选择和什么样的客户合作,选择和什么样的机构合作,可以看出他有快速洞察和理解商业本质的能力。”朱嘉表示。
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第一天,胡老师就拉着他去了自己最爱的日料馆。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,胡老师主动开始帮着老板分析洛桑的人口分布、各地方的喜好、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分析后更是频频点头。
“创始人能够洞察整个商业环节中哪些是重要的,哪些可能相对次要,这一点很重要。另外,他对头部客户重要性的判断能力也非常强,他会花大量精力推进跟头部客户的合作。在我们投资之后,他们很快就正式签署完成了第一个订单,非常高效。”朱嘉评价道,“胡老师既是一位顶尖的学者,也是一个老道的‘生意人’。”
公司运营一年多,这对师生搭档也有了相对明确的分工:胡喜乐教授负责统筹对外关系,例如与当地政府、外部投资人、产业基金接洽等;而吴星宇专注在公司AEM技术的研发与转化以及市场的开拓。
对新生的NovaMea来说,最大的挑战是让AEM材料走出实验室,落地到专用电解槽上。“我们的材料非常好,AEM的反应条件比PEM和ALK都要温和,高分子膜和非贵金属在这个环境下的活性和稳定性会表现更好,这个技术路线是能够走通的。但是,目前还需要更多的实验数据。”
朱嘉表示,任何创新的技术需要有一个产业化成熟的过程,这也是一个自然而然的行业规律。AEM的原理已被行业充分研究,对比ALK和PEM,它具备天然的优势,但是它最大的问题就是当它在大规模被产业化时,如何确保材料的可靠性、稳定性。
“这恰恰是我们看好NovaMea的一个核心原因,它真正地解决了AEM关键的膜材料的稳定性问题。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同行。”
3、光速光合助力绿氢未来
光速光合通过深入的行业研究,凭借对AEM技术的精准预判,携手NovaMea等绿氢产业链的创新企业,加速绿氢产业的商业化步伐,推动能源新时代开启绿色、高效、可持续的发展道路。
背靠最新的AEM技术成果,NovaMea相信这将是推动绿氢大规模应用的重要契机,甚至是决定了整个氢能源产业赛道能否崛起的前提。
下沉到公司层面,NovaMea在技术上的路线预判和快速先行,保证了他们与其他同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经验,进入谈客户、促合作、拿订单的阶段。
技术领先的NovaMea进展顺利,不仅在2024年完成了天使轮融资,也接到了源源不断主动找上门的企业需求。合作的来源较为多样,一是希望采购AEM膜和电极材料,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。一些国内外的头部企业都已成为NovaMea的客户,或者正在积极讨论合作空间。
光速光合对于绿氢产业链的布局其实很早。据朱嘉介绍,在绿氢的下游,氢的应用端瞄准了燃料电池中的核心零部件,空气压缩机以及膜电级,投资了这个行业在国内的两家龙头企业,势加透博和唐锋能源,在氢气的储运环节投资了国内的行业龙头企业蓝能。而NovaMea是光速光合在上游制氢环节布局的企业。
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,比如甲醇。在这个碳捕捉的过程当中,光速光合已布局投资了费曼动力,通过电解技术将二氧化碳转化为绿色的一氧化碳,随后与绿氢相结合,进一步地去合成绿色的甲醇、燃油和醋酸等工业产品。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关键环节的企业。
目前,NovaMea已经与苏州市达成落地协议,将在苏州工业园区落地中国总部和产线,生产第一批AEM膜。未来,公司战略将会更多倾斜苏州总部,中国将成为核心市场,并以瑞士为中心向欧洲及全球开展更深层次的业务布局。
“我们对自己的定位,是一家能源设备的核心材料供应商。在长期的目标愿景上,我们坚持原创性技术研发,深耕中国和全球市场,做氢能领域最具竞争力的科技公司。”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,如果AEM起量不及时,NovaMea会有预案吗?胡喜乐教授很坚定地回答,“我相信NovaMea的产品就是能够改变现在这个市场的困境,让绿氢行业能够更快地发展,我将不遗余力地推动AEM的商业化。”
眼下,绿氢在可持续航空燃料和海运绿色甲醇等领域扮演着重要角色,AEM商业化无疑会加速绿氢的发展。
伴随着“双碳”战略的提出,光速光合持续关注着以降碳为重点的科技创新。朱嘉看到,在绿氢行业目前还有很多关键的技术问题有待解决,他期待能从中挖掘出更多新的投资机会。
展望未来,随着全球能源结构的绿色转型和清洁能源需求的不断增长,光速光合将继续携手更多绿氢产业链的创新企业,为产业的繁荣发展注入新的动力。
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