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La fotosintesi è la fonte di energia per tutta la vita e un importante meccanismo per il ciclo del carbonio negli ecosistemi. In quanto "fondo caldo", Lightspeed Photosensitive sta anche creando "fotosintesi" con gli imprenditori e la società, collegando l'innovazione e promuovendo allo stesso tempo lo sviluppo sostenibile della società.
Entrepreneurship Network pubblicherà successivamente la rubrica sugli investimenti "Fotosintesi" di Lightspeed Photo Synthesis Questo articolo è l'ottavo numero della rubrica e condivide la storia dietro l'investimento di Lightspeed Photo Synthesis.

L'origine della storia potrebbe essere una strana telefonata, una visita o l'attenzione a un articolo accademico... L'intersezione tra Lightspeed Photo Synthesis e gli imprenditori inizia qui. Non c'è scambio di bevande al tavolo del vino e non ci sono promesse sontuose. C'è solo compagnia a lungo termine, condivisione del dolore, condivisione del successo e pratica del valore della visione a lungo termine.

"Pensa, concentrati, esplora e innova", questa è la convinzione di investimento di Lightspeed Photo Synthesis. Con la massima ricerca del settore e delle responsabilità affidate dai tempi, cerchiamo attivamente la prossima opportunità possibile. Attendiamo con impazienza che i "Partner globali dell'innovazione cinese" si uniscano ad altri pionieri dell'innovazione del settore per lavorare insieme verso la luce e lavorare insieme.

Nel dicembre 2021, "Angewandte Chemie", la principale rivista nel campo della chimica internazionale, ha pubblicato un articolo. Il contenuto dell'articolo mostra che la membrana a scambio anionico (AEM), un componente chiave delle celle a combustibile a idrogeno e degli elettrolizzatori, ha fatto un passo avanti. progresso.

La tecnologia di preparazione e utilizzo dell'idrogeno più avanzata al mondo per l'efficienza energetica può essere ottenuta utilizzando catalizzatori di metalli non nobili. Ciò significa una produzione di idrogeno più conveniente e prospettive di utilizzo, ed è un fattore importante per la futura produzione di massa su larga scala di celle a combustibile ed elettrolizzatori a idrogeno. Un grande impulso per le applicazioni.

Questo articolo è il risultato di un gruppo di ricerca guidato dal professor Hu Xile, fondatore di NovaMea.

Hu Xile è uno studioso di spicco nel campo dei materiali energetici a livello mondiale. Lavora presso l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Losanna (EPFL), la migliore università di scienza e ingegneria del mondo. Detiene il titolo di accademico dell'Accademia Europea di Scienze e ha vinto numerosi premi. All'inizio del 2023, in qualità di cofondatore e presidente, ha cofondato NovaMea in Svizzera con il suo dottorando Wu Xingyu, dedicato alla ricerca, allo sviluppo e alla trasformazione tecnologica di materiali di base per apparecchiature energetiche a idrogeno.

All’inizio di quest’anno, Lightspeed Photosensitive ha investito esclusivamente nell’angel round di NovaMea, che è stato anche il primo finanziamento esterno dell’azienda.

Zhu Jia, partner di Lightspeed Photosensitive, ha affermato che l'idrogeno è un vettore energetico ideale con un'elevata densità di energia. Può diventare una nuova generazione di "petrolio" verde in futuro e diventare un importante settore pilastro dell'energia globale.

"Per raggiungere l'obiettivo a lungo termine della neutralità del carbonio, un aspetto molto importante è realizzare l'idrogeno verde. La fotosintesi Lightspeed continua a cercare la tecnologia ottimale dell'idrogeno verde nell'industria dell'idrogeno verde, prestando particolare attenzione al collegamento chiave della tecnologia, che è la preparazione dell'idrogeno verde, la materia prima principale degli elettrolizzatori a idrogeno. In questa direzione generale, abbiamo cercato team imprenditoriali eccezionali nel settore e, infine, ci siamo affidati a NovaMea una posizione di leadership in questo mercato man mano che il settore si evolve, continueremo a crescere sempre più forti”.

Secondo un rapporto Deloitte, l’energia dell’idrogeno può generare un commercio globale del valore di 280 miliardi di dollari all’anno dal 2023 al 2050, con una dimensione del mercato di oltre 1,4 trilioni di dollari.

NovaMea può trovare il proprio spazio nella filiera dell’energia dell’idrogeno?

Scommettere su AEM per potenziare la tecnologia di produzione dell’idrogeno

Il principale collo di bottiglia che ostacola il rapido sviluppo dell’industria energetica dell’idrogeno è l’elevato costo della produzione e dello stoccaggio dell’idrogeno. Questo problema può essere risolto solo dal laboratorio.

Anni di ricerca hanno permesso al team del professor Hu Xile di fare scorta di tecnologie relative alla produzione di idrogeno attraverso l’elettrolisi dell’acqua, e hanno anche scoperto e realizzato in anticipo le carenze delle tecnologie di produzione commerciale di idrogeno esistenti.

Attualmente, la tecnologia tradizionale per la produzione di idrogeno mediante elettrolisi dell'acqua è divisa in quattro direzioni principali, vale a dire l'elettrolisi dell'acqua alcalina (ALK), l'elettrolisi con membrana a scambio protonico (PEM), l'elettrolisi di ossido solido ad alta temperatura (SOEC) e l'elettrolisi con membrana a scambio anionico polimerico solido ( AEM).

Il nucleo coinvolto in questo caso è la membrana a scambio anionico, che è un componente chiave dell’elettrolizzatore, un dispositivo di reazione per elettrolizzare l’acqua per produrre idrogeno. Questa pellicola sottile, spessa solo poche decine di micron, è paragonabile a un capello. La sua funzione è quella di trasportare gli ioni idrossido tra il catodo e l'anodo dell'elettrolizzatore isolando la miscelazione di idrogeno e ossigeno. Solo quando la membrana di scambio è sufficientemente sottile è possibile ridurre la resistenza alla trasmissione degli ioni idrossido e migliorare le prestazioni della cella elettrolitica. Anche la resistenza della membrana è importante; se si rompe, l'idrogeno e l'ossigeno possono mescolarsi e provocare un incendio o un'esplosione.

Tra i percorsi tecnici sopra menzionati, ALK è il primo ad essere applicato. È stato commercializzato nel mio paese e la catena industriale complessiva è relativamente matura. Tuttavia, ALK soffre ancora dei problemi legati alla bassa efficienza di produzione dell’idrogeno, alle grandi dimensioni delle apparecchiature e alla difficoltà di adattamento alle fonti di energia rinnovabile come l’energia eolica e l’energia solare.

SOEC e PEM sono nelle prime fasi di sviluppo commerciale. Il prezzo del materiale del primo è il problema principale, e il suo ciclo termochimico, in particolare l'avvio e l'arresto del sistema, accelererà l'invecchiamento e ridurrà la durata di servizio del secondo essere la chiave per la catena industriale di produzione dell’idrogeno. Il prossimo sbocco ha alta densità, dimensioni ridotte e basso consumo energetico. Tuttavia, lo svantaggio è che deve fare affidamento su metalli preziosi come platino e iridio come catalizzatori e il PEM perfluorurato sono inoltre costosi e difficili da sostituire. Industria Il costo dell'investimento è elevato.

L'AEM è diverso. Ha una buona tenuta all'aria e una bassa resistenza, quindi ha un'elevata efficienza di produzione dell'idrogeno. L'uso di catalizzatori di metalli di transizione porta anche a costi inferiori. Inoltre, l'acqua elettrolizzata di supporto può utilizzare alcali deboli come elettrolita, che causeranno meno corrosione all'apparecchiatura.

Esposizione del prodotto

In prima linea nella ricerca accademica, il professor Hu Xile ha condotto ricerche sull’AEM molto presto.Durante le discussioni con le aziende della catena industriale, ha scoperto che i catalizzatori allora sviluppati in laboratorio non potevano essere applicati a nessun elettrolizzatore noto. Un gran numero di documenti ha anche dimostrato che i difetti di prestazione della membrana AEM erano le principali difficoltà tecniche nell'installazione Gli elettrolizzatori AEM in uso in quel momento Mancavano progressi effettivi sia nel mondo accademico che nell’industria

Questa lacuna ha fatto capire al team di Hu Xile che solo superando la membrana AEM i catalizzatori di metalli non preziosi possono essere veramente utilizzati negli elettrolizzatori e che la tecnologia AEM ha l’opportunità di sostituire la tecnologia PEM.

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NovaMea si fa carico della missione dell’idrogeno verde

Dopo aver deciso di istituire il progetto AEM come nuovo argomento, il professor Hu Xile ha reclutato Wu Xingyu, il primo dottorando in questa direzione dalla Cina. Wu Xingyu si è laureato presso l'Università di Tianjin con una laurea e un master in ingegneria e tecnologia chimica. Ha studiato con il professor Jiang Zhongyi, un noto studioso nel campo della separazione a membrana, e ha un solido background applicativo e di progettazione ingegneristica. Questa specializzazione è anche la carta vincente dell'Università di Tianjin, classificandosi al primo posto nella valutazione delle materie del Ministero dell'Istruzione per 4 volte consecutive. Nel 2018, è entrato a far parte del gruppo di ricerca del professor Hu Xile e si è concentrato sulla ricerca e sullo sviluppo di materiali di base AEM.

Nel 2022, Wu Xingyu, che è al quarto anno di dottorato, sta per laurearsi, il professor Hu Xile gli ha suggerito di tentare alcune delle sue ricerche in ingegneria. Da ciò, Wu Xingyu iniziò gradualmente a comprendere il mercato nei campi correlati e realizzò anche l'enorme potenziale commerciale contenuto nella tecnologia di produzione dell'idrogeno.

Wu Xingyu, che si laureò l'anno successivo, entrò a far parte di NovaMea, una start-up di tecnologia dei materiali per elettrolizzatori, come co-fondatore e CEO, e iniziò ufficialmente la strada verso la commercializzazione della tecnologia di base dell'energia dell'idrogeno verde.

Parco Innovazione del Politecnico Federale Svizzero

Zhu Jia ha affermato che quando investiamo nel campo della scienza e della tecnologia, spesso incontriamo aziende che sono uscite dal laboratorio e hanno implementato la commercializzazione. “Molti professori possono essere molto informati sulla tecnologia, ma la loro comprensione dell’industria e degli affari potrebbe essere carente”.

“Tuttavia, la prima volta che ho comunicato con il signor Hu, ho scoperto che ha un senso degli affari e una visione molto forti. Dal tipo di clienti con cui sceglie di collaborare e dal tipo di istituzioni con cui sceglie di collaborare, possiamo vederlo ha la capacità di acquisire rapidamente informazioni e comprendere la natura degli affari", ha affermato Zhu Jia.

Anche Zhang Li, vicepresidente della fotosintesi della velocità della luce, la pensa allo stesso modo. Ha ricordato che il primo giorno in cui si è recato a Losanna, in Svizzera, per un aggiustamento sul posto, il professor Hu lo ha portato nel suo ristorante giapponese preferito. Dopo il pasto, chiacchierando con il proprietario del ristorante giapponese, il proprietario ha detto che si stavano preparando ad aprire un nuovo negozio. Dopo aver sentito ciò, il professor Hu ha deciso di aiutare il capo ad analizzare la distribuzione della popolazione di Losanna, le preferenze locali, la densità della folla, ecc., dimostrando in modo completo il suo senso degli affari. Il proprietario del negozio di alimentari giapponese annuiva spesso dopo aver ascoltato la sua analisi.

"È importante che il fondatore abbia una visione di ciò che è importante nell'intero processo aziendale e di ciò che può essere relativamente poco importante. Inoltre, ha una capacità molto forte di giudicare l'importanza dei clienti principali e spenderà molto di energia per promuovere il rapporto con i migliori clienti. Dopo il nostro investimento, hanno ufficialmente firmato e completato il primo ordine molto rapidamente," ha commentato Zhu Jia, "Il signor Hu non è solo uno studioso eccezionale, ma anche un esperto uomo d'affari."

L'azienda opera da più di un anno e la coppia insegnante-studente ha una divisione del lavoro relativamente chiara: il professor Hu Xile è responsabile del coordinamento delle relazioni esterne, come i contatti con i governi locali, gli investitori esterni, i fondi industriali, ecc.; mentre Wu Xingyu si concentra sulla ricerca e sullo sviluppo della tecnologia AEM dell'azienda e sullo sviluppo del mercato.

Per la nuova NovaMea, la sfida più grande è portare i materiali AEM fuori dal laboratorio e negli elettrolizzatori dedicati. "I nostri materiali sono molto buoni. Le condizioni di reazione dell'AEM sono più blande di quelle di PEM e ALK. L'attività e la stabilità delle membrane polimeriche e dei metalli non nobili saranno migliori in questo ambiente. Questo percorso tecnico è fattibile. Tuttavia, più sperimentale i dati sono ancora necessari.”

Zhu Jia ha affermato che qualsiasi tecnologia innovativa necessita di un processo maturo di industrializzazione, che è anche una legge naturale del settore. Il principio dell'AEM è stato completamente studiato dall'industria. Rispetto ad ALK e PEM presenta vantaggi naturali, ma il problema più grande è come garantire l'affidabilità e la stabilità del materiale quando viene industrializzato su larga scala.

"Questo è proprio uno dei motivi principali per cui siamo ottimisti riguardo a NovaMea. Risolve veramente il problema chiave della stabilità del materiale della membrana di AEM. La durata della membrana può essere 10 volte migliore di quella delle membrane esistenti. In definitiva, quando è utilizzato negli elettrolizzatori Dopo essere stato installato, può mostrare prestazioni migliori e una maggiore durata, e anche i suoi indicatori di attenuazione delle prestazioni sono di gran lunga migliori di quelli di altri concorrenti ".

Padroneggiare la tecnologia di base e avere ampie prospettive di mercato

Sostenuta dagli ultimi risultati tecnologici di AEM, NovaMea ritiene che questa sarà un’importante opportunità per promuovere l’applicazione su larga scala dell’idrogeno verde e potrebbe anche essere un prerequisito per la crescita dell’intero settore energetico dell’idrogeno.

A livello aziendale, la previsione tecnica del percorso e il rapido progresso di NovaMea hanno assicurato il loro vantaggio competitivo rispetto ad altri concorrenti del settore. Essendo uno dei primi gruppi di ricerca di AEM, il gruppo di ricerca del professor Hu Xile ha accumulato una grande quantità di dati sperimentali ed esperienza ingegneristica ed è entrato nella fase di negoziazione con i clienti, promozione della cooperazione e ottenimento di ordini.

NovaMea, leader tecnologico, sta procedendo senza intoppi. Quest’anno non solo ha completato il finanziamento angel round, ma ha anche ricevuto un flusso costante di esigenze aziendali. Le fonti di cooperazione sono diverse: una è un’azienda di celle a combustibile che spera di acquistare membrane AEM e materiali per elettrodi e trasformarli in un elettrolizzatore più a valle. Alcune aziende leader nazionali ed estere sono diventate clienti di NovaMea o stanno discutendo attivamente di spazi di cooperazione.

La struttura della catena industriale dell’idrogeno verde secondo la fotosintesi della velocità della luce è in realtà molto precoce. Secondo Zhu Jia, nel downstream dell'idrogeno verde, l'applicazione dell'idrogeno si rivolge ai componenti principali delle celle a combustibile: compressori d'aria ed elettrodi a membrana. Ha investito in due aziende leader in questo settore in Cina, Shiga Turbo e Tang Dynasty Feng Energy ha investito in Lanneng, azienda nazionale leader nel settore dello stoccaggio e del trasporto dell'idrogeno. NovaMea è una società che Lightspeed Photo Synthesis ha creato nel collegamento a monte della produzione di idrogeno.

Prototipo dell'attrezzatura di produzione

Estendendosi verso l’esterno, l’idrogeno verde è adatto a combinarsi ulteriormente con la cattura del carbonio per sintetizzare una nuova generazione di carburante verde, come il metanolo. Nel processo di cattura del carbonio, Lightspeed Photosensitive ha investito in Feynman Power per convertire l’anidride carbonica in monossido di carbonio verde attraverso la tecnologia dell’elettrolisi, che viene poi combinato con l’idrogeno verde per sintetizzare ulteriormente prodotti industriali verdi come metanolo, carburante e acido acetico. In effetti, NovaMea e Feynman Power sono due aziende chiave a monte nel futuro campo dei combustibili verdi.

Allo stato attuale, NovaMea ha raggiunto un accordo di sbarco con la città di Suzhou e allestirà la propria sede cinese e la linea di produzione nel parco industriale di Suzhou per produrre il primo lotto di pellicole AEM. In futuro, la strategia dell'azienda si concentrerà maggiormente sulla sede centrale di Suzhou, la Cina diventerà il mercato principale e svilupperà un layout aziendale più profondo in Europa e nel mondo con la Svizzera come centro.

"Ci posizioniamo come fornitore principale di materiali per apparecchiature energetiche. In termini di obiettivi e visione a lungo termine, insistiamo sulla ricerca e sullo sviluppo di tecnologie originali, esploriamo a fondo i mercati cinese e globale e diventiamo l'azienda tecnologica più competitiva nel settore dell’energia dell’idrogeno”, hanno concluso il professor Hu Xile e il dottor Wu Xingyu.

Zhang Zhang ricorda che qualcuno una volta chiese al professor Hu Xile, se AEM non viene avviata in tempo, NovaMea avrà un piano? Il professor Hu Xile ha risposto con fermezza: "Credo che i prodotti di NovaMea possano cambiare l'attuale dilemma del mercato e consentire all'industria dell'idrogeno verde di svilupparsi più rapidamente. Non risparmierò alcuno sforzo per promuovere la commercializzazione dell'AEM".

Attualmente, l’idrogeno verde svolge un ruolo importante in settori quali il carburante sostenibile per l’aviazione e il metanolo verde marittimo. La commercializzazione dell’AEM accelererà senza dubbio lo sviluppo dell’idrogeno verde.

Con la proposta della strategia del “doppio carbonio”, Lightspeed Photosensitive continua a prestare attenzione all'innovazione scientifica e tecnologica concentrandosi sulla riduzione del carbonio. Zhu Jia vede che ci sono ancora molte questioni tecniche chiave che devono essere risolte nel settore dell’idrogeno verde e non vede l’ora di esplorare nuove opportunità di investimento.