自主研发先进电催化技术，NovaMea剑指绿氢万亿市场

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。

今年年初，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？

      押宝AEM，赋能制氢技术

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。

NovaMea的生产设备样机

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。

      开启创业之路，NovaMea肩负绿氢使命

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。

产品图

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。”

      掌握核心技术，市场前景广阔

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，不仅在今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。