它源自可再生能源（太陽(yáng)能、風(fēng)能等）發(fā)電的電解水，并且在燃燒過(guò)程中僅產(chǎn)生水，因而對(duì)環(huán)境非常友好。
此外，綠氫還被認(rèn)為具有成為低碳化核心燃料的潛力，在交通運(yùn)輸、能源儲(chǔ)存、綠色肥料和鋼鐵生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域的脫碳過(guò)程中有望發(fā)揮關(guān)鍵作用。
如果用氫燃料電池替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)，不但可以實(shí)現(xiàn)零碳排放和更高的效率，加燃料和燃油車(chē)加油的體驗(yàn)感差不多，還能達(dá)到類(lèi)似的駕駛距離。
其中，陰離子交換膜（AEM，Anion Exchange Membranes）燃料電池因其成本優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是最有前途和高效的氫轉(zhuǎn)化技術(shù)之一。
然而目前，陰離子交換膜燃料電池仍處于發(fā)展的早期階段，缺乏合適的 AEM 是主要障礙之一。
近年來(lái)，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都對(duì) AEM 投入了極高的關(guān)注。
例如，美國(guó)清潔氫能初創(chuàng)公司 Power to Hydrogen 開(kāi)發(fā)了一種電池設(shè)計(jì)技術(shù)，為解決傳統(tǒng) AEM 電解槽的耐久性挑戰(zhàn)提供了方案。
3 月，該公司宣布，已完成首個(gè)工業(yè)規(guī)模 AEM 電解槽第一階段演示，并計(jì)劃于 2024 年年底完成第二階段演示。
相關(guān)技術(shù)的開(kāi)發(fā)得到了來(lái)自美國(guó)航空航天局、荷蘭皇家殼牌石油公司和美國(guó)能源部下屬高級(jí)能源研究計(jì)劃署等機(jī)構(gòu)的支持。
將 AEM 從學(xué)術(shù)界向產(chǎn)業(yè)界邁進(jìn)也有這樣一個(gè)案例。歐洲科學(xué)院院士、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL，École Polytechnique Fédérale de Lausanne）胡喜樂(lè)教授自 2017 年，連續(xù)六年被科睿唯安（Clarivate Analytics）評(píng)為“高被引科學(xué)家”。
其課題組致力于發(fā)開(kāi)新型能源技術(shù)，推動(dòng)新能源發(fā)展。主要包括三個(gè)研究方向：電解制氫技術(shù)、氫燃料電池技術(shù)和二氧化碳（CO2）電化學(xué)還原技術(shù)。
具體來(lái)說(shuō)：
電解制氫技術(shù)利用可再生能源電解水制備氫氣，是一種綠色、清潔的能源生產(chǎn)方式，可以實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)的“去碳化”。
氫燃料電池技術(shù)是利用電化學(xué)過(guò)程，將氫氣直接轉(zhuǎn)化成電能，無(wú)需經(jīng)過(guò)燃燒過(guò)程，是一種綠色、清潔、高效的氫能利用方式。
而 CO2 電化學(xué)還原技術(shù)是一種“負(fù)碳技術(shù)”，它利用電化學(xué)反應(yīng)將空氣中的 CO2，或工業(yè)排放（例如發(fā)電廠煙道氣）中的 CO2，轉(zhuǎn)化成可循環(huán)使用的工業(yè)氣體一氧化碳（CO）。
基于十余年在上述方向的技術(shù)積累和沉淀，胡喜樂(lè)團(tuán)隊(duì)于 2023 年初，在瑞士建立 AEM 公司 NovaMea，旨在將電解制氫技術(shù)和氫燃料電池商業(yè)化，該公司位于 EPFL 的創(chuàng)新科技園。
吳星宇是膜技術(shù)專(zhuān)家，在 EPFL 獲得化學(xué)博士學(xué)位，博士導(dǎo)師為胡喜樂(lè)教授。博士畢業(yè)后，他于 2023 年 6 月加入 NovaMea 公司，先后擔(dān)任公司董事、首席技術(shù)官，自 2023 年 11 月開(kāi)始，擔(dān)任該公司 CEO。
（來(lái)源：NovaMea）
2023 年 2 月，NovaMea 公司與 EPFL 簽署相關(guān)許可協(xié)議。根據(jù)這份協(xié)議，NovaMea 公司已獲得四項(xiàng)突破性技術(shù)的獨(dú)家許可。
公司開(kāi)發(fā)的相關(guān)技術(shù)包括：AEM 電解水設(shè)備、AEM 燃料電池、AEM 二氧化碳電還原等。此外，他們也在燃料電池電極方面做系統(tǒng)性?xún)?yōu)化，例如，使用 NovaMea 的陰離子交換離子聚合物和多孔碳載體、優(yōu)化催化劑的組分等。
2023 年 6 月，胡喜樂(lè)課題組報(bào)道了一種使用 NovaMea 公司特有材料的 AEM 電解槽，顯示出一系列刷新領(lǐng)域記錄的性能[2]。
例如，在 2-3A cm-2 電流密度下，可穩(wěn)定運(yùn)行 1100 小時(shí)以上、最高功率密度 1.38W cm-2，以及在 2V 電壓下，保持 6.3A cm-2 的高電流密度。
2023 年 11 月，胡喜樂(lè)團(tuán)隊(duì)在 ACS Energy Letters 發(fā)表論文[3]，采用不含鉑族元素的催化劑，實(shí)現(xiàn)了類(lèi)似的電解水性能。此外，該研究還揭示出離聚物在 AEM 電解水中發(fā)揮的重要作用，這是提高電解性能和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。
（來(lái)源：ACS Energy Letters）
在公司創(chuàng)立初期，NovaMea 獲得了來(lái)自瑞士科技創(chuàng)新署（Innosuisse）的資金支持。今年 4 月，該公司宣布成功完成種子輪融資，由全球風(fēng)險(xiǎn)投資公司 Lightspeed Venture Partners 領(lǐng)投，投資總額為 320 萬(wàn)美元，用于促進(jìn)綠色氫氣生產(chǎn)。
“我們很高興宣布，成功完成種子輪融資。”NovaMea 董事會(huì)主席兼聯(lián)合創(chuàng)始人胡喜樂(lè)對(duì)接媒體表示，“這筆投資不僅證實(shí)了我們的技術(shù)實(shí)力，還為我們提供了進(jìn)一步推進(jìn)綠色氫能革命所需的資源。”
（來(lái)源：NovaMea）
據(jù) NovaMea 官網(wǎng)，該公司已完成了與早期用戶(hù)的第一份商業(yè)合同，并得到來(lái)自客戶(hù)的積極反饋。
不僅在瑞士，NovaMea 也積極推動(dòng) AEM 技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展。據(jù)公開(kāi)資料顯示，NovaMea 于 2023 年 12 月在香港成立子公司，并計(jì)劃近期將中國(guó)總部和生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)立在蘇州。
參考資料：
1. X. Wu & X. Hu.Anion Exchange Membranes for Hydrogen Technologies: Challenges and Progress. Chimia 2023, 77, 494–500.
https://doi.org/10.2533/chimia.2023.494
2. N. Chen, et al. Robust Piperidinium-Enriched Polystyrene Ionomers for Anion Exchange Membrane Fuel Cells and Water Electrolyzers. ACS Energy Letters 2023, 8, 4043–4051.
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c01402
3. Y. Zheng, et al. Anion Exchange Ionomers Enable Sustained Pure-Water Electrolysis Using Platinum-Group-Metal-Free Electrocatalysts. ACS Energy Letters 2023, 8, 5018–5024.
https://doi.org/10.1021/acsenergylett.3c01866
https://www.epfl.ch/labs/lsci/hu/
https://www.novamea.swiss/
https://ggba.swiss/en/novamea-secures-usd-3-2-million-to-boost-green-hydrogen-production/
https://power-h2.com/power-to-hydrogen-and-global-utility-leaders-successfully-complete-phase-i-of-first-ever-industrial-scale-aem-electrolysis-stack-demonstration/
