2022年以來，氫能成為投資風(fēng)頭。在2021年初，氫能被正式寫入“十四五”規(guī)劃，中央及地方各級政府開始頻繁出臺氫能相關(guān)政策，示范城市群開始邁入落地實施階段。

與如火如荼的鋰電池相比，氫燃料電池仍處于早期發(fā)展階段，且市場份額較小。截止2021年，中國氫燃料電池汽車保有量為8922輛，占全球主要國家的18%。而國家發(fā)改委等發(fā)布的氫能相關(guān)規(guī)劃提出，到2025年，我國燃料電池車輛保有量約5萬輛。

氫燃料電池系統(tǒng)主要由燃料電池電堆、DCDC、空壓機(jī)、氫循環(huán)泵等部件組成，而燃料電池電堆作為最關(guān)鍵的部件由雙極板、膜電極以及相關(guān)緊固件構(gòu)成。本文的關(guān)注公司上海氫晨新能源科技有限公司（以下簡稱“氫晨科技”）成立于2017年，專注于氫燃料電池電堆的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及整體解決方案，其產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于商用車、公交車、重型卡車等應(yīng)用場景，具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動化電堆生產(chǎn)制造產(chǎn)線，目前氫晨科技已與多家車企及燃料電池系統(tǒng)企業(yè)達(dá)成合作。

氫晨科技已累計完成了3輪融資，最近一次是2021年10月完成2.5億余元的A+輪融資，投資方包括申能集團(tuán)、臨港集團(tuán)、臨港管委會、上海交通大學(xué)、京能集團(tuán)、IDG資本、自貿(mào)區(qū)基金等。

以大功率電堆為核心的氫能科技公司

在燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈中，電堆處于中游核心環(huán)節(jié)，其可以被稱之為燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的心臟。氫晨科技所生產(chǎn)的燃料電池電堆有著大功率、高功率密度、高可靠性特點。

氫晨科技核心團(tuán)隊具備多年的車規(guī)級燃料電池電堆及核心零部件開發(fā)設(shè)計及試制能力，公司技術(shù)發(fā)源于上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院，是上海交通大學(xué)與臨港集團(tuán)科技成果轉(zhuǎn)化的典型代表。

總經(jīng)理易培云是上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師、教育部青年長江學(xué)者，從2005年開始一直從事氫燃料電池研發(fā)工作。團(tuán)隊先后完成了國家自然科學(xué)基金重大國際合作項目、國家863計劃項目、國家重點研發(fā)計劃課題等，申請200多項知識產(chǎn)權(quán)。目前，公司共有300多名員工，博士占21名，海外歸國人員11名。

這是一家從上海交通大學(xué)實驗室孵化出的創(chuàng)業(yè)公司。2017年，創(chuàng)始團(tuán)隊正式創(chuàng)立了氫晨科技，開始獨立商業(yè)運作。

目前，氫晨科技已累計開發(fā)了80kW、100kW、120kW、150kW四款燃料電池電堆產(chǎn)品，最新一代230kW產(chǎn)品的體積功率密度達(dá)到6.2kW/L，額定功率電轉(zhuǎn)化率皆大于50%。其產(chǎn)品采用氫晨科技自主研發(fā)的柔性智能制造生產(chǎn)線，配合高精度視覺檢測系統(tǒng)，具備高精度、高耐壓、高可靠性的特點。

氫晨科技COO白云飛博士告訴36氪：“氫晨科技產(chǎn)品覆蓋多個不同型號，而出貨量最多的是120 kW、150kW的大功率電堆?！?/p>

此外，白云飛博士透露，氫晨科技2022年將加速大功率電堆的研發(fā)進(jìn)程，完成從單堆230kW到300kW的突破。

氫晨科技的電堆已廣泛應(yīng)用于商用車、公交車、重型卡車等應(yīng)用場景，同時，氫晨科技也探索了無人機(jī)、船舶、飛機(jī)備用電源等應(yīng)用場景。

氫晨科技在向客戶提供燃料電池電堆產(chǎn)品的同時，也會根據(jù)用戶需求提供整體解決方案，或膜電極等零部件產(chǎn)品。除電堆產(chǎn)品以外，公司也同步發(fā)展了固定電站和電解水業(yè)務(wù)。

多學(xué)科技術(shù)結(jié)合的科技產(chǎn)品

氫燃料電池電堆是一種電化學(xué)發(fā)電裝置，通過催化劑和氧氣發(fā)生反應(yīng)，將氫氣轉(zhuǎn)化成電流（和熱量），其唯一的產(chǎn)物是水；且氫氣的熱值極高，可達(dá)143MJ/kg，1kg氫氣燃燒產(chǎn)生的熱量能相當(dāng)于3kg汽油，也可達(dá)到三元鋰電池的 120 倍左右，從環(huán)境保護(hù)角度和能量密度角度，都是絕佳的綠色能源。

氫晨科技電堆所采用的技術(shù)為質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane，PEM)燃料電池，國內(nèi)外也有企業(yè)嘗試固體燃料電池路線和甲醇燃料電池路線。白云飛博士告訴36氪，PEM是目前商業(yè)化最成熟的路線。

白云飛博士：“燃料電池本身的研發(fā)門檻較高，存在多學(xué)科耦合的研發(fā)難點。首先，電堆、裝配、生產(chǎn)過程都設(shè)計較高機(jī)械要求，目前產(chǎn)品以車用為主，對燃料電池有著抗震、防水、防塵等機(jī)械耐久性與環(huán)境耐久性相關(guān)要求；然后，對雙極板和膜電極等零部件的制造精度要求極高，極板的流道深度偏差小于10微米，電堆裝配完成之后單電池裝配的最大偏差小于0.2毫米；接著在性能一致性方面，氫氣和空氣流道涉及流體力學(xué)，需要在幾百片電池單元中實現(xiàn)低于5%的流量偏差；氫氣先在陽極側(cè)分解，再通過質(zhì)子交換膜到陰極側(cè)與氧氣結(jié)合生成水的過程，涉及電化學(xué)，需要實現(xiàn)高性能、長耐久和低成本；燃料電池生成電能的同時，部分能量會轉(zhuǎn)化為熱能，又涉及工程熱力學(xué)的散熱問題。上述任何一個方面出問題，都會影響氫燃料電池運行的輸出性能、安全性和可靠性。”

氫燃料電池電堆有著不同的技術(shù)路線，石墨極板和金屬極板路線共存。對于車用燃料電池場景，其對于產(chǎn)品體積要求較高，金屬極板比石墨極板更薄，因此金屬極板電堆可做到更大的體積功率密度，具有更大的優(yōu)勢。白云飛博士表示，氫晨科技從2005年開始研究金屬板材料，是國內(nèi)最早研究金屬板電池電堆的團(tuán)隊。

氫晨科技的燃料電池電堆采用正向研發(fā)設(shè)計，完全自主設(shè)計、生產(chǎn)，掌握膜電極、催化劑、極板等零部件的核心know-how，可最大程度地掌控電堆產(chǎn)品的性能、精密度和可靠性。而從安全角度，氫晨科技在絕緣設(shè)計、整體電堆設(shè)計、電堆反應(yīng)速率等多個維度都有核心專利和技術(shù)，以保證氫燃料電池安全性。

推動燃料電池降本和普及

與鋰電池相比，氫燃料電池行業(yè)當(dāng)下還有多個問題亟待解決：基礎(chǔ)設(shè)施不完善；產(chǎn)品價格高；電堆壽命有待提升；燃料電池技術(shù)也需要迭代，向更高功率產(chǎn)品發(fā)展。

白云飛博士告訴36氪，目前市面上的氫燃料電池系統(tǒng)單價在每千瓦五千元左右，雖然相較于之前每千瓦一萬元的單價有了較高的下降，但仍然處于較高水平，我們希望未來以每年10%以上幅度降低，期望2025年達(dá)到每千瓦千元水平。

為實現(xiàn)“使燃料電池電堆在體積、壽命和價格上與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相當(dāng)”的產(chǎn)業(yè)階段性戰(zhàn)略目標(biāo)，氫晨科技未來也會繼續(xù)加大技術(shù)投入和研發(fā)，研發(fā)更性能更優(yōu)、體積功率密度更高的電堆產(chǎn)品；同時通過產(chǎn)業(yè)延伸、國產(chǎn)替代、規(guī)?；a(chǎn)等手段降低成本。

2022年5月，氫晨科技宣布以換股形式收購擎動科技100%股權(quán)，擎動科技是國內(nèi)極少數(shù)自主研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)催化劑，并將其批量搭載至膜電極上的燃料電池核心關(guān)鍵材料制造商。

白云飛博士表示，擎動科技的產(chǎn)品改變了原有國產(chǎn)高性能膜電極生產(chǎn)空白、國內(nèi)車用膜電極以進(jìn)口為主的困境，未來，氫晨科技和擎動科技將聯(lián)合建立從催化劑、膜電極到電堆的一體化協(xié)同開發(fā)體系，提高電堆研發(fā)效率，也將電堆工藝和設(shè)計降本深入到材料層級。

當(dāng)被問及氫能源行業(yè)高峰何時到來時，白云飛博士表示，當(dāng)氫能源車輛年產(chǎn)達(dá)5萬-10萬時，氫能源行業(yè)就迎來了新的發(fā)展高峰階段。