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La photosynthèse est la source d’énergie de toute vie et un mécanisme important pour le cycle du carbone dans les écosystèmes. En tant que « fonds chaleureux », Lightspeed Photosynthesis crée également une « photosynthèse » avec les entrepreneurs et la société, reliant l'innovation tout en promouvant le développement durable de la société.
Entrepreneurship Network publiera successivement la chronique d'investissement « Photosynthèse » de Lightspeed Photosynthesis. Cet article est le huitième numéro de la chronique, partageant l'histoire derrière l'investissement de Lightspeed Photosynthesis.

L'origine de l'histoire peut être un étrange appel téléphonique, une visite ou une attention portée à un article universitaire... L'intersection entre Lightspeed Photosynthesis et les entrepreneurs commence ici. Il n'y a pas d'échange de boissons à la table des vins, et il n'y a pas de promesses somptueuses. Il n'y a qu'une camaraderie à long terme, le partage de la douleur, le partage du succès et la pratique des valeurs du long terme.

« Penser, se concentrer, explorer et innover », telle est la conviction d'investissement de Lightspeed Photosynthesis. Avec la poursuite ultime de l'industrie et les responsabilités confiées par l'époque, nous recherchons activement la prochaine opportunité possible. Nous attendons avec impatience que les « Partenaires mondiaux de l'innovation chinoise » s'associent à davantage d'éclaireurs de l'innovation industrielle pour travailler ensemble vers la lumière et travailler ensemble.

En décembre 2021, « Angewandte Chemie », la principale revue internationale dans le domaine de la chimie, a publié un article dont le contenu montre que la membrane échangeuse d'anions (AEM), un composant clé des piles à combustible et des électrolyseurs à hydrogène, a fait une percée. progrès.

La technologie de préparation et d'utilisation économe en énergie de l'hydrogène la plus avancée au monde peut être obtenue à l'aide de catalyseurs à base de métaux non nobles. Cela signifie des perspectives de production et d'utilisation de l'hydrogène plus pratiques et constitue un facteur important pour la future production de masse à grande échelle de piles à combustible et d'électrolyseurs à hydrogène. . Un gros coup de pouce pour les candidatures.

Cet article est le résultat d'une équipe de recherche dirigée par le professeur Hu Xile, fondateur de NovaMea.

Hu Xile est un spécialiste mondial des matériaux énergétiques. Il travaille à l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), la plus haute université scientifique et d'ingénierie au monde. Il détient le titre d'académicien de l'Académie européenne de la technologie. Sciences et a remporté de nombreux prix. Début 2023, en tant que co-fondateur et président, il a cofondé NovaMea en Suisse avec son doctorant Wu Xingyu, dédié à la recherche et au développement et à la transformation technologique des matériaux de base pour les équipements énergétiques à hydrogène.

Au début de cette année, Lightspeed Photosynthesis a investi exclusivement dans le tour de table providentiel de NovaMea, qui était également le premier financement externe de l’entreprise.

Zhu Jia, partenaire de Lightspeed Photosynthesis, a déclaré que l'hydrogène est un vecteur énergétique très idéal avec une densité énergétique élevée. Il peut devenir une nouvelle génération de « pétrole » vert à l'avenir et devenir un pilier important de l'industrie énergétique mondiale.

« Pour atteindre l'objectif à long terme de neutralité carbone, un aspect très important est de réaliser de l'hydrogène vert. Lightspeed Photosynthesis continue de rechercher la technologie optimale de l'hydrogène vert dans l'industrie de l'hydrogène vert, en accordant une attention particulière au maillon clé de la technologie, qui est la préparation de l'hydrogène vert. La matière première de base des électrolyseurs d'hydrogène. Dans cette direction générale, nous avons recherché d'excellentes équipes entrepreneuriales dans l'industrie, et nous avons finalement choisi NovaMea. une position de leader sur ce marché. À mesure que l’industrie évolue, nous continuerons à croître et à nous renforcer.

Selon un rapport de Deloitte, l’énergie hydrogène peut générer un commerce mondial d’une valeur de 280 milliards de dollars par an de 2023 à 2050, avec un marché de plus de 1 400 milliards de dollars.

NovaMea peut-elle trouver sa place dans la chaîne industrielle de l’hydrogène énergie ?

Parier sur AEM pour renforcer la technologie de production d’hydrogène

Le principal goulot d’étranglement entravant le développement rapide du secteur de l’énergie hydrogène est le coût élevé de la fabrication et du stockage de l’hydrogène. Ce problème ne peut être résolu que par le laboratoire.

Des années de recherche ont permis à l’équipe du professeur Hu Xile de s’approvisionner en technologies liées à la production d’hydrogène par électrolyse de l’eau, et elles ont également découvert et réalisé plus tôt les lacunes des technologies commerciales de production d’hydrogène existantes.

À l'heure actuelle, la technologie traditionnelle de production d'hydrogène par électrolyse de l'eau est divisée en quatre directions principales, à savoir l'électrolyse de l'eau alcaline (ALK), l'électrolyse par membrane échangeuse de protons (PEM), l'électrolyse des oxydes solides à haute température (SOEC) et l'électrolyse par membrane échangeuse d'anions en polymère solide ( AEM).

Le cœur impliqué ici est la membrane échangeuse d’anions, qui est un élément clé de l’électrolyseur, un dispositif de réaction permettant d’électrolyser l’eau pour produire de l’hydrogène. Ce film mince, de seulement quelques dizaines de microns d'épaisseur, est comparable à un cheveu. Sa fonction est de transporter les ions hydroxyde entre la cathode et l'anode de l'électrolyseur tout en isolant le mélange d'hydrogène et d'oxygène. Ce n'est que lorsque la membrane échangeuse est suffisamment fine que la résistance de transmission des ions hydroxyde peut être réduite et les performances de la cellule électrolytique améliorées. La résistance de la membrane est également importante ; si elle se brise, l'hydrogène et l'oxygène peuvent se mélanger et provoquer un incendie ou une explosion.

Parmi les voies techniques mentionnées ci-dessus, ALK est la première à être appliquée. Elle a été commercialisée dans mon pays et la chaîne industrielle globale est relativement mature. Cependant, ALK souffre toujours des problèmes de faible efficacité de production d'hydrogène, de grande taille d'équipement et de difficulté d'adaptation aux sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie éolienne et l'énergie solaire.

SOEC et PEM en sont aux premiers stades de développement commercial. Le prix des matériaux du premier est le principal problème, et son cycle thermochimique, en particulier le démarrage et l'arrêt du système, accélérera le vieillissement et réduira la durée de vie du second ; être la clé de la chaîne industrielle de production d'hydrogène.Le prochain débouché a une densité élevée, une petite taille et une faible consommation d'énergie. Cependant, l'inconvénient est qu'il doit s'appuyer sur des métaux précieux tels que le platine et l'iridium comme catalyseurs. et les PEM perfluorés sont également coûteux et difficiles à remplacer. Industrie Le coût d'investissement est élevé.

L'AEM est différent. Il a une bonne étanchéité à l'air et une faible résistance, ce qui lui confère une efficacité de production d'hydrogène élevée. L'utilisation de catalyseurs à base de métaux de transition entraîne également une réduction des coûts. De plus, l'eau électrolysée de support peut utiliser un alcali faible comme électrolyte, ce qui entraînera moins de corrosion de l'équipement.

Affichage du produit

À l’avant-garde de la recherche universitaire, le professeur Hu Xile a mené très tôt des recherches sur l’AEM.Lors de discussions avec des entreprises de la chaîne industrielle, il a constaté que les catalyseurs développés à l'époque en laboratoire ne pouvaient être appliqués à aucun électrolyseur connu. Un grand nombre de documents ont également montré que les défauts de performance de la membrane AEM constituaient les principales difficultés techniques de mise en œuvre. Les électrolyseurs AEM étaient utilisés à cette époque. Il y a eu un manque de progrès effectifs dans le milieu universitaire et dans l'industrie.

Cette lacune a fait comprendre à l'équipe de Hu Xile que ce n'est qu'en surmontant la membrane AEM que les catalyseurs à métaux non précieux peuvent être véritablement utilisés dans les électrolyseurs, et que la technologie AEM a la possibilité de remplacer la technologie PEM.

Commencez votre parcours entrepreneurial

NovaMea assume la mission de l’hydrogène vert

Après avoir décidé de faire du projet AEM un nouveau sujet, le professeur Hu Xile a recruté Wu Xingyu, le premier doctorant chinois dans cette direction. Wu Xingyu est diplômé de l'Université de Tianjin avec une licence et une maîtrise en génie chimique et technologie. Il a étudié auprès du professeur Jiang Zhongyi, un universitaire bien connu dans le domaine de la séparation membranaire, et possède une solide expérience en matière de conception et d'applications techniques. Cette spécialisation est également l'atout majeur de l'Université de Tianjin, se classant première dans l'évaluation des matières du ministère de l'Éducation pendant 4 fois consécutives. En 2018, il rejoint le groupe de recherche du professeur Hu Xile et se concentre sur la recherche et le développement des matériaux de base AEM.

En 2022, Wu Xingyu, qui est en quatrième année de doctorat, est sur le point d'obtenir son diplôme, le professeur Hu Xile a suggéré qu'il pourrait essayer certaines de ses recherches en ingénierie. À partir de là, Wu Xingyu a progressivement commencé à comprendre le marché dans des domaines connexes et a également réalisé l'énorme potentiel commercial contenu dans la technologie de production d'hydrogène.

Wu Xingyu, diplômé l'année suivante, a rejoint NovaMea, une start-up de technologie des matériaux d'électrolyseurs, en tant que co-fondateur et PDG, et s'est officiellement engagé sur la voie de la commercialisation de la technologie de base de l'énergie hydrogène verte.

Parc d'innovation de l'EPF

Zhu Jia a mentionné que lorsqu'on investit dans le domaine de la science et de la technologie, nous rencontrons souvent des entreprises qui sortent du laboratoire et mettent en œuvre la commercialisation. « De nombreux professeurs peuvent être très compétents en technologie, mais leur compréhension de l’industrie et des affaires peut faire défaut. »

« Cependant, la première fois que j'ai communiqué avec M. Hu, j'ai découvert qu'il avait un sens des affaires et une perspicacité très forts. D'après le type de clients avec lesquels il choisit de coopérer et le type d'institutions avec lesquelles il choisit de coopérer, nous pouvons le constater. il a la capacité d'acquérir rapidement un aperçu et de comprendre la nature des affaires », a déclaré Zhu Jia.

Zhang Li, vice-président de Lightspeed Photosynthesis, ressent également la même chose. Il a rappelé que le premier jour où il s'est rendu à Lausanne, en Suisse, pour un ajustement sur place, le professeur Hu l'a emmené dans son restaurant japonais préféré. Après le repas, alors qu'il discutait avec le propriétaire du restaurant japonais, celui-ci a mentionné qu'il s'apprêtait à ouvrir un nouveau magasin. Après avoir entendu cela, le professeur Hu a pris l'initiative d'aider le patron à analyser la répartition de la population lausannoise, les préférences locales, la densité de la foule, etc., démontrant ainsi son sens des affaires de manière globale. Le propriétaire du magasin d'alimentation japonais hochait fréquemment la tête après avoir écouté son analyse.

« Il est important que le fondateur ait une idée de ce qui est important dans l'ensemble du processus commercial et de ce qui peut l'être relativement peu. De plus, il a une très forte capacité à juger de l'importance des meilleurs clients et il dépensera beaucoup d'énergie pour promouvoir la relation avec les meilleurs clients. Coopération des clients. Après notre investissement, ils ont officiellement signé et finalisé la première commande très rapidement », a commenté Zhu Jia, « M. Hu est non seulement un érudit de haut niveau, mais aussi un expert chevronné. homme d'affaire. "

L'entreprise existe depuis plus d'un an et le binôme enseignant-étudiant a une division du travail relativement claire : le professeur Hu Xile est responsable de la coordination des relations extérieures, comme les contacts avec les gouvernements locaux, les investisseurs externes, les fonds industriels, etc. ; tandis que Wu Xingyu se concentre sur la recherche et le développement de la technologie AEM de l'entreprise et sur le développement du marché.

Pour le nouveau NovaMea, le plus grand défi est de sortir les matériaux AEM du laboratoire et de les intégrer dans des électrolyseurs dédiés. "Nos matériaux sont très bons. Les conditions de réaction de l'AEM sont plus douces que celles du PEM et de l'ALK. L'activité et la stabilité des membranes polymères et des métaux non nobles seront meilleures dans cet environnement. Cette voie technique est réalisable. Cependant, plus expérimentale des données sont encore nécessaires.

Zhu Jia a déclaré que toute technologie innovante nécessite un processus d'industrialisation mature, qui est également une loi naturelle de l'industrie. Le principe de l'AEM a été entièrement étudié par l'industrie. Par rapport à l'ALK et au PEM, il présente des avantages naturels, mais son plus gros problème est de savoir comment garantir la fiabilité et la stabilité du matériau lorsqu'il est industrialisé à grande échelle.

"C'est précisément l'une des principales raisons pour lesquelles nous sommes optimistes à propos de NovaMea. Il résout véritablement le problème clé de stabilité des matériaux de membrane d'AEM. La durée de vie de la membrane peut être 10 fois meilleure que celle des membranes existantes. En fin de compte, lorsqu'elle est utilisé dans les électrolyseurs Après avoir été installé, il peut afficher de meilleures performances et une durabilité plus longue, et ses indicateurs d'atténuation des performances sont également bien meilleurs que ceux des autres pairs.

Maîtriser la technologie de base et avoir de larges perspectives de marché

Soutenue par les dernières avancées technologiques de l'AEM, NovaMea estime qu'il s'agira d'une opportunité importante pour promouvoir l'application à grande échelle de l'hydrogène vert, et pourrait même constituer une condition préalable à l'essor de l'ensemble du secteur de l'énergie hydrogène.

Jusqu'au niveau de l'entreprise, la prévision d'itinéraire technique et les progrès rapides de NovaMea ont assuré son avantage concurrentiel par rapport aux autres concurrents du secteur. En tant que l'une des premières équipes de recherche d'AEM, l'équipe de recherche du professeur Hu Xile a accumulé une grande quantité de données expérimentales et d'expérience en ingénierie et est entrée dans la phase de négociation avec les clients, de promotion de la coopération et d'obtention de commandes.

NovaMea, un leader technologique, progresse sans problème. Elle a non seulement finalisé un financement providentiel cette année, mais a également reçu un flux constant de besoins d'entreprises. Les sources de coopération sont diverses : l’une est une entreprise de piles à combustible qui espère acheter des membranes et des matériaux d’électrodes AEM et les transformer en électrolyseur, l’autre est une entreprise commerciale du secteur de l’énergie hydrogène plus en aval. Certaines grandes entreprises nationales et étrangères sont devenues clientes de NovaMea ou discutent activement d'espaces de coopération.

La configuration de la chaîne industrielle de l’hydrogène vert par Lightspeed Photosynthesis est en fait très précoce. Selon Zhu Jia, en aval de l'hydrogène vert, l'application de l'hydrogène cible les composants essentiels des piles à combustible - les compresseurs d'air et les électrodes à membrane. Elle a investi dans deux entreprises leaders de ce secteur en Chine, Shiga Turbo et Tang Dynasty. Feng Energy a investi dans Lanneng, une entreprise nationale leader dans le secteur du stockage et du transport de l'hydrogène. NovaMea est une entreprise que Lightspeed Photosynthesis a implantée dans le maillon de production d'hydrogène en amont.

Prototype d'équipement de production

À l’extérieur, l’hydrogène vert peut être combiné davantage avec le captage du carbone pour synthétiser une nouvelle génération de carburant vert, tel que le méthanol. Dans le processus de capture du carbone, Lightspeed Photosynthesis a investi dans Feynman Power pour convertir le dioxyde de carbone en monoxyde de carbone vert grâce à la technologie d'électrolyse, qui est ensuite combiné avec de l'hydrogène vert pour synthétiser davantage de produits industriels verts tels que le méthanol, le carburant et l'acide acétique. En fait, NovaMea et Feynman Power sont deux entreprises clés en amont dans le futur domaine des carburants verts.

À l'heure actuelle, NovaMea a conclu un accord d'atterrissage avec la ville de Suzhou et installera son siège social chinois et sa ligne de production dans le parc industriel de Suzhou pour produire le premier lot de films AEM. À l'avenir, la stratégie de l'entreprise se concentrera davantage sur le siège social de Suzhou, la Chine deviendra le marché principal et elle développera une structure commerciale plus approfondie en Europe et dans le monde, avec la Suisse comme centre.

« Nous nous positionnons comme un fournisseur de matériaux de base pour les équipements énergétiques. En termes d'objectifs et de vision à long terme, nous insistons sur la recherche et le développement de technologies originales, explorons en profondeur les marchés chinois et mondiaux et devenons l'entreprise technologique la plus compétitive dans le domaine. de l'énergie hydrogène." ont conclu le professeur Hu Xile et le Dr Wu Xingyu.

Zhang Zhang se souvient que quelqu'un a demandé un jour au professeur Hu Xile : si AEM ne démarre pas à temps, NovaMea aura-t-elle un plan ? Le professeur Hu Xile a répondu fermement : « Je crois que les produits de NovaMea peuvent changer le dilemme actuel du marché et permettre à l'industrie de l'hydrogène vert de se développer plus rapidement. Je n'épargnerai aucun effort pour promouvoir la commercialisation de l'AEM.

À l'heure actuelle, l'hydrogène vert joue un rôle important dans des domaines tels que le carburant d'aviation durable et le méthanol vert maritime. La commercialisation de l'AEM accélérera sans aucun doute le développement de l'hydrogène vert.

Avec la proposition de la stratégie « double carbone », Lightspeed Photosynthesis continue de prêter attention à l'innovation scientifique et technologique axée sur la réduction du carbone. Zhu Jia constate qu'il reste encore de nombreux problèmes techniques clés à résoudre dans l'industrie de l'hydrogène vert, et il est impatient d'explorer de nouvelles opportunités d'investissement.