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La fotosíntesis es la fuente de energía para toda la vida y un mecanismo importante para el ciclo del carbono en los ecosistemas. Como "fondo cálido", Lightspeed Photosyntesis también está creando "fotosíntesis" con los empresarios y la sociedad, conectando la innovación y promoviendo al mismo tiempo el desarrollo sostenible de la sociedad.
Entrepreneurship Network publicará sucesivamente la columna de inversión "Fotosíntesis" de Lightspeed Photosyntesis. Este artículo es el octavo número de la columna, que comparte la historia detrás de la inversión de Lightspeed Photosyntesis.

El origen de la historia puede ser una extraña llamada telefónica, una visita o la atención a un trabajo académico... Aquí comienza la intersección entre Lightspeed Photosíntesis y los emprendedores. No hay intercambio de bebidas en la mesa de vino y no hay promesas lujosas. Sólo hay compañerismo a largo plazo, compartir el dolor, compartir el éxito y practicar el valor del largo plazo.

"Piensa, enfoca, explora e innova", esta es la creencia de inversión de Lightspeed Photosyntesis. Con la búsqueda definitiva de la industria y las responsabilidades que nos encomiendan los tiempos, buscamos activamente la próxima oportunidad posible. Esperamos que los "Socios globales de la innovación de China" se unan a más pioneros de la innovación de la industria para trabajar juntos hacia la luz y trabajar juntos.

En diciembre de 2021, "Angewandte Chemie", la revista líder en el campo de la química internacional, publicó un artículo cuyo contenido muestra que la membrana de intercambio aniónico (AEM), un componente clave de las pilas de combustible y electrolizadores de hidrógeno, ha logrado avances. progreso.

La tecnología de preparación y utilización de hidrógeno más avanzada del mundo se puede lograr utilizando catalizadores de metales no nobles. Esto significa perspectivas de producción y uso de hidrógeno más convenientes, y es un factor importante para la futura producción en masa a gran escala de celdas de combustible y electrolizadores de hidrógeno. Un gran impulso para las aplicaciones.

Este artículo es el resultado de un equipo de investigación dirigido por el profesor Hu Xile, fundador de NovaMea.

Hu Xile es un académico de peso en el campo de los materiales energéticos en el mundo. Trabaja en el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana (EPFL), la universidad de ciencia e ingeniería más importante del mundo. Tiene el título de académico de la Academia Europea de. Ciencias y ha ganado numerosos premios. A principios de 2023, como cofundador y presidente, cofundó NovaMea en Suiza con su estudiante de doctorado Wu Xingyu, dedicada a la investigación, el desarrollo y la transformación tecnológica de materiales centrales para equipos de energía de hidrógeno.

A principios de este año, Lightspeed Photosyntesis invirtió exclusivamente en la ronda ángel de NovaMea, que también fue la primera financiación externa de la empresa.

Zhu Jia, socio de Lightspeed Photosyntesis, dijo que el hidrógeno es un portador de energía ideal con alta densidad de energía. Puede convertirse en una nueva generación de "petróleo" verde en el futuro y convertirse en un importante pilar de la industria energética mundial.

"Para lograr el objetivo a largo plazo de la neutralidad de carbono, un aspecto muy importante es lograr el hidrógeno verde. Lightspeed Photosyntesis continúa buscando la tecnología óptima del hidrógeno verde en la industria del hidrógeno verde, prestando especial atención al eslabón clave de la tecnología. que es la preparación de hidrógeno verde. La materia prima principal de los electrolizadores de hidrógeno. En esta dirección general, hemos estado buscando equipos empresariales destacados en la industria y, finalmente, confiamos en NovaMea. Creemos que con su tecnología líder, podemos lograrlo. una posición de liderazgo en este mercado a medida que la industria evolucione, continuaremos creciendo y fortaleciéndonos”.

Según un informe de Deloitte, la energía del hidrógeno puede generar un comercio mundial por valor de 280 mil millones de dólares al año entre 2023 y 2050, con un tamaño de mercado de más de 1,4 billones de dólares.

¿Podrá NovaMea encontrar su propio espacio en la cadena industrial de la energía del hidrógeno?

Apuesta por la AEM para potenciar la tecnología de producción de hidrógeno

El principal obstáculo que obstaculiza el rápido desarrollo de la industria de la energía del hidrógeno es el alto coste de su fabricación y almacenamiento. Este problema sólo puede resolverse en el laboratorio.

Años de investigación han permitido al equipo del profesor Hu Xile abastecerse de tecnologías relacionadas con la producción de hidrógeno mediante electrólisis del agua, y también descubrieron y se dieron cuenta antes de las deficiencias de las tecnologías comerciales de producción de hidrógeno existentes.

En la actualidad, la tecnología principal de producción de hidrógeno por electrólisis de agua se divide en cuatro direcciones principales, a saber, electrólisis de agua alcalina (ALK), electrólisis de membrana de intercambio de protones (PEM), electrólisis de óxido sólido de alta temperatura (SOEC) y electrólisis de membrana de intercambio aniónico de polímero sólido ( AEM).

El núcleo involucrado aquí es la membrana de intercambio aniónico, que es un componente clave del electrolizador, un dispositivo de reacción para electrolizar agua para producir hidrógeno. Esta fina película, de sólo unas pocas decenas de micrones de espesor, es comparable a un cabello. Su función es transportar iones de hidróxido entre el cátodo y el ánodo del electrolizador, aislando al mismo tiempo la mezcla de hidrógeno y oxígeno. Sólo cuando la membrana de intercambio es lo suficientemente delgada se puede reducir la resistencia a la transmisión de iones de hidróxido y mejorar el rendimiento de la celda electrolítica. La resistencia de la membrana también es importante; si se rompe, el hidrógeno y el oxígeno pueden mezclarse y provocar un incendio o una explosión.

Entre las rutas técnicas mencionadas anteriormente, ALK es la primera en aplicarse. Se ha comercializado en mi país y la cadena industrial en general es relativamente madura. Sin embargo, ALK todavía sufre los problemas de la baja eficiencia de producción de hidrógeno, el gran tamaño de los equipos y la dificultad para adaptarse a fuentes de energía renovables como la energía eólica y la energía solar.

SOEC y PEM se encuentran en las primeras etapas de desarrollo comercial. El precio del material del primero es el problema principal, y su ciclo termoquímico, especialmente el inicio y la parada del sistema, acelerará el envejecimiento y reducirá la vida útil del segundo; Ser la clave para la cadena industrial de producción de hidrógeno. La próxima salida tiene alta densidad, tamaño pequeño y bajo consumo de energía. Sin embargo, la desventaja es que debe depender de metales preciosos como el platino y el iridio como catalizadores. y el PEM perfluorado también son caros y difíciles de reemplazar. Industria El costo de inversión es alto.

AEM es diferente. Tiene buena estanqueidad al aire y baja resistencia, por lo que tiene una alta eficiencia de producción de hidrógeno. El uso de catalizadores de metales de transición también conduce a menores costos. Además, el agua electrolizada de soporte puede utilizar un álcali débil como electrolito, lo que provocará menos corrosión en el equipo.

Pantalla del producto

Al estar a la vanguardia de la investigación académica, el profesor Hu Xile ha realizado investigaciones sobre AEM desde muy temprano.Durante conversaciones con empresas de la cadena industrial, descubrió que los catalizadores desarrollados en el laboratorio en aquel momento no podían aplicarse a ningún electrolizador conocido. Un gran número de documentos también mostraban que los defectos de rendimiento de la membrana AEM eran las principales dificultades técnicas para su instalación. Electrolizadores AEM en uso en ese momento Ha habido una falta de progreso efectivo tanto en la academia como en la industria.

Esta brecha hizo que el equipo de Hu Xile se diera cuenta de que solo superando la membrana AEM se pueden utilizar realmente catalizadores de metales no preciosos en electrolizadores, y que la tecnología AEM tiene la oportunidad de reemplazar la tecnología PEM.

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NovaMea asume la misión del hidrógeno verde

Después de decidir establecer el proyecto AEM como un nuevo tema, el profesor Hu Xile reclutó a Wu Xingyu, el primer estudiante de doctorado en esta dirección de China. Wu Xingyu se graduó de la Universidad de Tianjin con una licenciatura y una maestría en ingeniería química y tecnología. Estudió con el profesor Jiang Zhongyi, un conocido académico en el campo de la separación de membranas, y tiene una sólida experiencia en diseño de ingeniería y aplicaciones. Esta especialidad es también la carta de triunfo de la Universidad de Tianjin, ocupando el primer lugar en la evaluación de materias del Ministerio de Educación durante 4 veces consecutivas. En 2018, se unió al grupo de investigación del profesor Hu Xile y se centró en la investigación y el desarrollo de materiales centrales de AEM.

En 2022, Wu Xingyu, que está en el cuarto año de su doctorado, está a punto de graduarse, el profesor Hu Xile sugirió que podría probar algunas de sus investigaciones en ingeniería. A partir de esto, Wu Xingyu comenzó gradualmente a comprender el mercado en campos relacionados y también se dio cuenta del enorme potencial comercial que contiene la tecnología de producción de hidrógeno.

Wu Xingyu, que se graduó al año siguiente, se unió a NovaMea, una nueva empresa de tecnología de materiales electrolizadores, como cofundador y director ejecutivo, y se embarcó oficialmente en el camino hacia la comercialización de la tecnología central de la energía del hidrógeno verde.

Parque de Innovación del Instituto Federal Suizo de Tecnología

Zhu Jia mencionó que cuando invertimos en el campo de la ciencia y la tecnología, a menudo nos encontramos con empresas que salieron del laboratorio e implementaron la comercialización. "Muchos profesores pueden tener muchos conocimientos sobre tecnología, pero es posible que les falte comprensión de la industria y los negocios".

“Sin embargo, la primera vez que me comuniqué con el Sr. Hu, descubrí que tiene una gran visión y conocimiento para los negocios. Por el tipo de clientes con los que elige cooperar y con qué tipo de instituciones elige cooperar, podemos ver eso. tiene la capacidad de obtener información y comprender rápidamente la naturaleza de los negocios”, dijo Zhu Jia.

Zhang Li, vicepresidente de Lightspeed Photosíntesis, también siente lo mismo. Recordó que el primer día que fue a Lausana, Suiza, para realizar ajustes in situ, el profesor Hu lo llevó a su restaurante japonés favorito. Después de la comida, mientras charlaba con el dueño del restaurante japonés, el dueño mencionó que se estaban preparando para abrir una nueva tienda. Después de escuchar esto, el profesor Hu tomó la iniciativa de ayudar al jefe a analizar la distribución de la población, las preferencias locales, la densidad de población, etc. de Lausana, demostrando su visión para los negocios de manera integral. El dueño de la tienda de comida japonesa asintió con frecuencia después de escuchar su análisis.

"Es importante que el fundador tenga una idea de lo que es importante en todo el proceso empresarial y de lo que puede ser relativamente poco importante. Además, tiene una gran capacidad para juzgar la importancia de los principales clientes y gastará mucho dinero en ellos. de energía para promover la relación con los principales clientes. Después de nuestra inversión, firmaron oficialmente y completaron el primer pedido muy rápidamente", comentó Zhu Jia, "el Sr. Hu no sólo es un destacado académico, sino también un experimentado. empresario. "

La empresa ha estado funcionando durante más de un año y la pareja de profesores y estudiantes tiene una división del trabajo relativamente clara: el profesor Hu Xile es responsable de coordinar las relaciones externas, como contactar a gobiernos locales, inversores externos, fondos industriales, etc.; mientras que Wu Xingyu se centra en la investigación y el desarrollo de la tecnología AEM de la empresa y el desarrollo del mercado.

Para el nuevo NovaMea, el mayor desafío es sacar los materiales AEM del laboratorio y colocarlos en electrolizadores dedicados. "Nuestros materiales son muy buenos. Las condiciones de reacción de AEM son más suaves que las de PEM y ALK. La actividad y estabilidad de las membranas poliméricas y los metales no nobles serán mejores en este entorno. Esta ruta técnica es factible. Sin embargo, más experimental Todavía se necesitan datos”.

Zhu Jia dijo que cualquier tecnología innovadora necesita un proceso maduro de industrialización, que también es una ley natural de la industria. El principio de AEM ha sido completamente estudiado por la industria. En comparación con ALK y PEM, tiene ventajas naturales, pero su mayor problema es cómo garantizar la confiabilidad y estabilidad del material cuando se industrializa a gran escala.

"Esta es precisamente una de las razones principales por las que somos optimistas acerca de NovaMea. Realmente resuelve el problema clave de estabilidad del material de la membrana de AEM. La vida útil de la membrana puede ser 10 veces mejor que la de las membranas existentes. En última instancia, cuando es utilizado en electrolizadores Después de ser instalado, puede mostrar un mejor rendimiento y una mayor durabilidad, y sus indicadores de atenuación de rendimiento también son mucho mejores que los de otros pares ".

Dominar la tecnología central y tener amplias perspectivas de mercado.

Con el respaldo de los últimos logros tecnológicos de AEM, NovaMea cree que esta será una oportunidad importante para promover la aplicación a gran escala del hidrógeno verde, e incluso puede ser un requisito previo para el surgimiento de toda la industria de la energía del hidrógeno.

Hasta el nivel empresarial, la predicción de ruta técnica y el rápido avance de NovaMea han asegurado su ventaja competitiva sobre otros competidores en la industria. Como uno de los primeros equipos de investigación de AEM, el equipo de investigación del profesor Hu Xile ha acumulado una gran cantidad de datos experimentales y experiencia en ingeniería, y ha entrado en la etapa de negociación con clientes, promoción de la cooperación y obtención de pedidos.

NovaMea, un líder en tecnología, está progresando sin problemas. No solo completó la financiación de la ronda ángel este año, sino que también recibió un flujo constante de necesidades corporativas. Las fuentes de cooperación son diversas: una es una empresa de pilas de combustible que espera comprar membranas AEM y materiales para electrodos y transformarlas en un electrolizador. La otra es una empresa comercial de la industria de la energía del hidrógeno. Algunas empresas líderes nacionales y extranjeras se han convertido en clientes de NovaMea o están negociando activamente un espacio de cooperación.

El diseño de la cadena de la industria del hidrógeno verde de Lightspeed Photosyntesis es en realidad muy temprano. Según Zhu Jia, en el sector del hidrógeno verde, la aplicación del hidrógeno se centra en los componentes centrales de las pilas de combustible: compresores de aire y electrodos de membrana. Ha invertido en dos empresas líderes de esta industria en China, Shiga Turbo y Tang Dynasty. Feng Energy ha invertido en Lanneng, una empresa nacional líder en el sector de almacenamiento y transporte de hidrógeno. NovaMea es una empresa que Lightspeed Photosyntesis ha establecido en el eslabón de producción de hidrógeno.

Prototipo de equipo de producción.

Extendiéndose hacia afuera, el hidrógeno verde es adecuado para combinarse aún más con la captura de carbono para sintetizar una nueva generación de combustible verde, como el metanol. En el proceso de captura de carbono, Lightspeed Photosyntesis ha invertido en Feynman Power para convertir el dióxido de carbono en monóxido de carbono verde mediante tecnología de electrólisis, que luego se combina con hidrógeno verde para sintetizar aún más productos industriales verdes como metanol, combustible y ácido acético. De hecho, NovaMea y Feynman Power son dos empresas upstream clave en el futuro campo de los combustibles verdes.

Actualmente, NovaMea ha llegado a un acuerdo de aterrizaje con la ciudad de Suzhou y establecerá su sede china y su línea de producción en el Parque Industrial de Suzhou para producir el primer lote de películas AEM. En el futuro, la estrategia de la empresa se centrará más en la sede de Suzhou, China se convertirá en el mercado principal y desarrollará una distribución comercial más profunda en Europa y el mundo con Suiza como centro.

"Nos posicionamos como un proveedor central de materiales para equipos de energía. En términos de visión y objetivos a largo plazo, insistimos en la investigación y el desarrollo de tecnología original, exploramos profundamente los mercados chino y global y nos convertimos en la empresa de tecnología más competitiva en el campo. de la energía del hidrógeno", concluyeron el profesor Hu Xile y el Dr. Wu Xingyu.

Zhang Zhang recuerda que alguien le preguntó una vez al profesor Hu Xile: si AEM no se inicia a tiempo, ¿NovaMea tendrá un plan? El profesor Hu Xile respondió con firmeza: "Creo que los productos de NovaMea pueden cambiar el dilema actual del mercado y permitir que la industria del hidrógeno verde se desarrolle más rápido. No escatimaré esfuerzos para promover la comercialización de AEM".

En la actualidad, el hidrógeno verde juega un papel importante en áreas como el combustible de aviación sostenible y el metanol verde marítimo. La comercialización de AEM sin duda acelerará el desarrollo del hidrógeno verde.

Con la propuesta de la estrategia del "doble carbono", Lightspeed Photosyntesis sigue prestando atención a la innovación científica y tecnológica centrándose en la reducción de carbono. Zhu Jia considera que todavía quedan muchas cuestiones técnicas clave que deben resolverse en la industria del hidrógeno verde y espera explorar más nuevas oportunidades de inversión.