綠色科技新能源是光速光合投資的主要賽道之一,團隊始終關注著新能源技術的發(fā)展趨勢。2021年,NovaMea公司的出現(xiàn)引起了光速光合的高度關注。這家由胡喜樂教授和吳星宇博士共同創(chuàng)立的初創(chuàng)公司,憑借其在陰離子交換膜(AEM)技術上的突破進展,有望極大地推動氫燃料電池和電解槽未來大規(guī)模的量產(chǎn)應用。
2021年12月,國際化學領域頂刊《Angewandte Chemie》發(fā)表了一篇論文,論文內(nèi)容顯示,氫燃料電池和電解槽的關鍵組件——陰離子交換膜(AEM)取得突破進展。
這項全球目前最先進的氫能高效制備和利用技術,使用非貴金屬催化劑即可實現(xiàn),它意味著更便利化的制氫、用氫前景,是對氫燃料電池和電解槽未來大規(guī)模量產(chǎn)應用的一大推動。
論文的背后,是一家華人科學家創(chuàng)辦的NovaMea公司。這篇論文,是NovaMea創(chuàng)始人胡喜樂教授帶領的課題組。
胡喜樂是世界能源材料領域的重量級學者,就職于世界頂尖理工科學府——瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL),擁有歐洲科學院院士頭銜并獲獎無數(shù)。2023年初,作為聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事長,他與自己的博士生吳星宇在瑞士共同創(chuàng)立NovaMea,致力于氫能裝備核心材料研發(fā)與技術轉化。
2024年年初,光速光合獨家投資了NovaMea的天使輪,這也是公司的第一次對外融資。
光速光合合伙人朱嘉表示,氫氣是一種非常理想的高能量密度的能源載體,它可以成為未來新一代綠色“石油”,成為全球能源中一個重要的支柱型產(chǎn)業(yè)。
“要實現(xiàn)碳中和這個遠景目標,其中很重要的一方面就是要實現(xiàn)綠色的氫氣。光速光合持續(xù)尋找綠氫行業(yè)內(nèi)最優(yōu)的綠氫技術,尤其關注技術中的關鍵環(huán)節(jié),也就是制備綠氫電解槽里的核心原材料。在這個大方向下,我們一直在行業(yè)內(nèi)尋找優(yōu)秀的創(chuàng)業(yè)團隊,并最終鎖定了NovaMea。我們相信憑借他們領先的技術,能夠在這個市場取得領先的身位,并隨著行業(yè)的演進不斷做大做強。”
根據(jù)德勤的報告,從2023年到2050年,氫能每年可產(chǎn)生價值2800億美元的全球貿(mào)易,市場規(guī)模超過1.4萬億美元。
NovaMea能否在氫能產(chǎn)業(yè)鏈中找到屬于自己的空間?
1、光速光合押寶AEM
光速光合是NovaMea的天使輪投資方,NovaMea致力于突破AEM膜技術瓶頸,以期通過低成本、高效率的AEM技術降低氫氣制造和存儲成本,從而推動氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
阻礙氫能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的主要瓶頸,是氫氣制造和存儲成本過高。這個難題只能交給實驗室來攻堅。
多年的研究讓胡喜樂教授的團隊儲備了電解水制氫的相關技術,也較早發(fā)現(xiàn)和意識到了現(xiàn)有商業(yè)制氫技術的缺陷。
目前,主流的電解水制氫技術分為四大方向,分別是堿性水電解(ALK)、質子交換膜電解(PEM)、高溫固體氧化物電解(SOEC)以及固體聚合物陰離子交換膜電解(AEM)。
這中間,涉及到的核心是陰離子交換膜,它是電解水制氫反應裝置——電解槽的關鍵組件。這種僅幾十微米厚度的薄膜,堪比頭發(fā)絲,它的作用,是在電解槽的陰陽極之間傳輸氫氧根離子,同時隔絕氫氣和氧氣的混合。交換膜足夠薄,才能使氫氧根離子的傳輸阻力降低,提高電解池性能。膜的強度也很重要,一旦破裂,氫氣和氧氣可能混合而導致燃燒或爆炸。
上述技術路線中,ALK方向應用最早,在我國已經(jīng)完成商用產(chǎn)品化,整體產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟。然而,ALK仍存在制氫效率低下、設備體積大且難適配風光等可再生能源電力的問題。
而SOEC和PEM處于商業(yè)化開發(fā)的初期,前者的材料價格昂貴是首要問題,其熱化學循環(huán),特別是系統(tǒng)的啟停都會加速老化,降低使用壽命;后者曾經(jīng)被認為是制氫產(chǎn)業(yè)鏈的下一個風口,密度高、體積小且能耗低,但缺陷是必須依賴鉑、銥等貴價金屬作為催化劑,耐腐蝕的鈦雙極板和全氟化PEM也價格不菲且難以替代,產(chǎn)業(yè)投資成本高。
AEM則不同,它具有良好氣密性、低電阻性,因此制氫效率高,使用過渡金屬催化劑也導致成本較低。另外,配套的電解水可以使用弱堿為電解液,對設備的腐蝕較輕。
站在學術前沿,胡喜樂教授很早就對AEM展開研究。在與產(chǎn)業(yè)鏈公司的討論中他發(fā)現(xiàn),當時實驗室開發(fā)的催化劑不能被應用到任何已知的電解槽上,大量文獻也顯示,AEM膜的性能缺陷是當時AEM電解槽投入使用的主要技術難點,無論是學界還是業(yè)界一直缺乏有效進展。
這一缺口,令胡喜樂團隊意識到,只有攻克AEM膜,非貴金屬催化劑才能被真正使用在電解槽中,AEM技術才有機會替代PEM技術。
2、光速光合鎖定NovaMea
一項創(chuàng)新的技術往往需要一個產(chǎn)業(yè)化成熟的過程,光速光合作為NovaMea的天使輪投資方,看好NovaMea的核心原因在于其能真正解決AEM關鍵的膜材料的穩(wěn)定性問題,展現(xiàn)出更好的性能以及更長的耐久度。
決定把AEM立項作為新課題之后,胡喜樂教授從國內(nèi)招來了該方向的第一個博士生吳星宇。吳星宇本碩畢業(yè)于天津大學化學工程與技術專業(yè),該專業(yè)是天津大學的王牌專業(yè),連續(xù)4次在教育部學科評估中蟬聯(lián)第一,師從膜分離領域知名學者姜忠義教授,具有扎實的工程設計和應用背景。吳星宇2018年加入胡喜樂教授課題組,專注AEM核心材料研發(fā)。
2022年,博士四年級的吳星宇即將畢業(yè),胡喜樂教授提議他可以將部分研究做工程化的嘗試。由此,吳星宇逐漸開始了解相關領域的市場,也意識到了制氫技術所蘊含的巨大商業(yè)潛力。
次年畢業(yè)的吳星宇,以聯(lián)合創(chuàng)始人兼CEO身份,加入初創(chuàng)的電解槽材料技術公司NovaMea,正式走上綠氫能源的核心技術商業(yè)化之路。
朱嘉提及,在科技領域投資,經(jīng)常會遇到從實驗室走出來落地商業(yè)化的公司。“很多教授可能對技術都非常有鉆研,但是對產(chǎn)業(yè)和商業(yè)的理解可能會有所欠缺。”
“但是第一次和胡老師交流,我就發(fā)現(xiàn)他有非常強的商業(yè)敏銳度和洞察力,從他選擇和什么樣的客戶合作,選擇和什么樣的機構合作,可以看出他有快速洞察和理解商業(yè)本質的能力。”朱嘉表示。
對此,光速光合副總裁張力也有同感。他回憶自己去瑞士洛桑現(xiàn)場盡調的第一天,胡老師就拉著他去了自己最愛的日料館。飯后,在與日料館老板的閑聊中,老板提及他們正準備開拓新的門店。聽聞,胡老師主動開始幫著老板分析洛桑的人口分布、各地方的喜好、人流密度等,全方位地展現(xiàn)了自己的商業(yè)嗅覺。日料店老板在聽完他的分析后更是頻頻點頭。
“創(chuàng)始人能夠洞察整個商業(yè)環(huán)節(jié)中哪些是重要的,哪些可能相對次要,這一點很重要。另外,他對頭部客戶重要性的判斷能力也非常強,他會花大量精力推進跟頭部客戶的合作。在我們投資之后,他們很快就正式簽署完成了第一個訂單,非常高效。”朱嘉評價道,“胡老師既是一位頂尖的學者,也是一個老道的‘生意人’。”
公司運營一年多,這對師生搭檔也有了相對明確的分工:胡喜樂教授負責統(tǒng)籌對外關系,例如與當?shù)卣?、外部投資人、產(chǎn)業(yè)基金接洽等;而吳星宇專注在公司AEM技術的研發(fā)與轉化以及市場的開拓。
對新生的NovaMea來說,最大的挑戰(zhàn)是讓AEM材料走出實驗室,落地到專用電解槽上。“我們的材料非常好,AEM的反應條件比PEM和ALK都要溫和,高分子膜和非貴金屬在這個環(huán)境下的活性和穩(wěn)定性會表現(xiàn)更好,這個技術路線是能夠走通的。但是,目前還需要更多的實驗數(shù)據(jù)。”
朱嘉表示,任何創(chuàng)新的技術需要有一個產(chǎn)業(yè)化成熟的過程,這也是一個自然而然的行業(yè)規(guī)律。AEM的原理已被行業(yè)充分研究,對比ALK和PEM,它具備天然的優(yōu)勢,但是它最大的問題就是當它在大規(guī)模被產(chǎn)業(yè)化時,如何確保材料的可靠性、穩(wěn)定性。
“這恰恰是我們看好NovaMea的一個核心原因,它真正地解決了AEM關鍵的膜材料的穩(wěn)定性問題。使得膜的使用壽命可以10倍優(yōu)于現(xiàn)有的膜,最終當它被用在電解槽上之后,能使其展現(xiàn)出更好的性能,以及更長的耐久度,且其各項性能的衰減指標也遠遠優(yōu)于其他同行。”
3、光速光合助力綠氫未來
光速光合通過深入的行業(yè)研究,憑借對AEM技術的精準預判,攜手NovaMea等綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新企業(yè),加速綠氫產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化步伐,推動能源新時代開啟綠色、高效、可持續(xù)的發(fā)展道路。
背靠最新的AEM技術成果,NovaMea相信這將是推動綠氫大規(guī)模應用的重要契機,甚至是決定了整個氫能源產(chǎn)業(yè)賽道能否崛起的前提。
下沉到公司層面,NovaMea在技術上的路線預判和快速先行,保證了他們與其他同行業(yè)對手競爭中的優(yōu)勢。作為AEM最早的研究團隊之一,胡喜樂教授的課題組已經(jīng)累積了海量的實驗數(shù)據(jù)和工程化經(jīng)驗,進入談客戶、促合作、拿訂單的階段。
技術領先的NovaMea進展順利,不僅在2024年完成了天使輪融資,也接到了源源不斷主動找上門的企業(yè)需求。合作的來源較為多樣,一是希望采購AEM膜和電極材料,轉型做電解槽的燃料電池公司,二是更下游的氫能產(chǎn)業(yè)商用公司。一些國內(nèi)外的頭部企業(yè)都已成為NovaMea的客戶,或者正在積極討論合作空間。
光速光合對于綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的布局其實很早。據(jù)朱嘉介紹,在綠氫的下游,氫的應用端瞄準了燃料電池中的核心零部件,空氣壓縮機以及膜電級,投資了這個行業(yè)在國內(nèi)的兩家龍頭企業(yè),勢加透博和唐鋒能源,在氫氣的儲運環(huán)節(jié)投資了國內(nèi)的行業(yè)龍頭企業(yè)藍能。而NovaMea是光速光合在上游制氫環(huán)節(jié)布局的企業(yè)。
再向外延伸,綠氫適合進一步和碳捕捉,合成新一代的綠色燃油,比如甲醇。在這個碳捕捉的過程當中,光速光合已布局投資了費曼動力,通過電解技術將二氧化碳轉化為綠色的一氧化碳,隨后與綠氫相結合,進一步地去合成綠色的甲醇、燃油和醋酸等工業(yè)產(chǎn)品。事實上,NovaMea和費曼動力都是在未來綠色燃油領域的兩個上游關鍵環(huán)節(jié)的企業(yè)。
目前,NovaMea已經(jīng)與蘇州市達成落地協(xié)議,將在蘇州工業(yè)園區(qū)落地中國總部和產(chǎn)線,生產(chǎn)第一批AEM膜。未來,公司戰(zhàn)略將會更多傾斜蘇州總部,中國將成為核心市場,并以瑞士為中心向歐洲及全球開展更深層次的業(yè)務布局。
“我們對自己的定位,是一家能源設備的核心材料供應商。在長期的目標愿景上,我們堅持原創(chuàng)性技術研發(fā),深耕中國和全球市場,做氫能領域最具競爭力的科技公司。”胡喜樂教授和吳星宇博士總結道。
張力記得曾經(jīng)有人問過胡喜樂教授,如果AEM起量不及時,NovaMea會有預案嗎?胡喜樂教授很堅定地回答,“我相信NovaMea的產(chǎn)品就是能夠改變現(xiàn)在這個市場的困境,讓綠氫行業(yè)能夠更快地發(fā)展,我將不遺余力地推動AEM的商業(yè)化。”
眼下,綠氫在可持續(xù)航空燃料和海運綠色甲醇等領域扮演著重要角色,AEM商業(yè)化無疑會加速綠氫的發(fā)展。
伴隨著“雙碳”戰(zhàn)略的提出,光速光合持續(xù)關注著以降碳為重點的科技創(chuàng)新。朱嘉看到,在綠氫行業(yè)目前還有很多關鍵的技術問題有待解決,他期待能從中挖掘出更多新的投資機會。
展望未來,隨著全球能源結構的綠色轉型和清潔能源需求的不斷增長,光速光合將繼續(xù)攜手更多綠氫產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新企業(yè),為產(chǎn)業(yè)的繁榮發(fā)展注入新的動力。
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