“現(xiàn)在,氫能產(chǎn)業(yè)距離真正意義上的發(fā)展拐點還有一段路要走。我們相信這是一條萬億級賽道,值得我們?yōu)橹床!闭憬h源氫能科技有限公司(簡稱“鋒源氫能”)董事長王海峰豪情滿懷地說道。
從選擇氫燃料電池為創(chuàng)業(yè)方向,到一步步見證氫能行業(yè)在國家政策、資本市場支持下飛速發(fā)展,王海峰帶領團隊一路狂奔,帶著夢想與野心,責任與使命,無畏而行。
成立鋒源氫能,王海峰的目標清晰且宏大——為更多人帶去“清潔可靠、價格厚道的能源”。如今,公司在多項氫燃料電池核心零部件擁有自主研發(fā)與量產(chǎn)能力,累計獲得專利約150項,入選第六批國家級專精特新“小巨人”企業(yè)名單。創(chuàng)業(yè)之初,王海峰選擇了一條并不容易,甚至頗為艱難的全鏈條技術創(chuàng)新道路。面對重重難關,他清醒而又充滿樂觀,“總有辦法可以解決”。
王海峰可謂一路“拼”過來。
完成一項項正確而難的事,王海峰對這條路很熟悉。1982年,王海峰出生在江西一個溫馨有愛的家庭。讀中學時,家里遭遇變故,經(jīng)濟收入一落千丈。然而,父母并未對他講起家中困難,總是盡可能支持他安心讀書。敏銳聰穎的他感受著家庭氛圍的悄然變化,默默下定決心要認真讀書,蹚出一條出路,成績也由班級中上游躍至學校前幾名。
1999年,王海峰考入清華大學水利系。大二下學期,他果斷轉系到自動化系?!案咧袝r受《等你在清華》的影響,書里的狀元們很多都選擇自動化系。”王海峰回憶。彼時,清華大學試行轉系機制不久,他憑借不錯的成績,成為當時8名成功轉系的學生之一。
設立目標、敢想敢拼的王海峰在大三下學期時參加清華大學與哈佛大學等國外頂尖名校教授在自動化系聯(lián)合建立的博士生選拔考核,并成功入選。沿著碩博連讀的道路,王海峰一路讀到博士。
在清華園濃厚的學習氛圍中,王海峰認識了影響他認知的師兄,也結識了其后與他走南闖北、風雨同舟共同創(chuàng)業(yè)的師弟?!扒迦A有很多學習能力非常強的同學,更重要的是學校一直和我們講要好好學習,讀書、做人的要求都體現(xiàn)在我們的校訓和學校整體的氛圍。”
IBM中國研究院于1995年在北京成立,是IBM在全球設立的12大研究機構之一。2009年,王海峰獲得博士學位。這一年,IBM中國研究院在全國范圍招聘極個別研究員,王海峰成為其中之一,并在同輩中以最快速度升任IBM中國研究院技術總監(jiān)、新能源首席科學家。
乘著我國新能源發(fā)展的東風,王海峰在風電、太陽能等創(chuàng)新項目的研發(fā)及推廣過程中,推出多個獲得市場認可的數(shù)字化解決方案,為企業(yè)創(chuàng)收近十億元銷售額。王海峰也獲得多項榮譽,其中包括IBM全球技術人員個人最高榮譽——“卓越技術成就獎”。
每一次方案的誕生、調(diào)整、優(yōu)化,都是一次內(nèi)部創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的過程,王海峰和全球各地的同事共同創(chuàng)造了許多有成就感的時刻。那是一段飛速成長和自我超越的時期,強烈自驅(qū)力、超強學習力、知識遷移、高效協(xié)作、拓展市場……這些創(chuàng)業(yè)所需要的一塊塊拼圖,王海峰在踏實奮進中,將其精準嵌合。其中最為關鍵的,是從求學時就深深扎根在他內(nèi)心的,也是他所看重的一項特質(zhì),則是堅韌。
2015年初,翻過燙金般的戰(zhàn)績,王海峰離開IBM。不久,隨著“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的浪潮激蕩在中華大地,王海峰心中的創(chuàng)業(yè)熱情被點燃。
2015年底,王海峰踏上創(chuàng)業(yè)征途。在創(chuàng)業(yè)方向選擇上,他仔細思考了不同賽道的發(fā)展趨勢,迅速鎖定在“氫燃料電池”的研發(fā)與技術推廣領域。盡管當時的氫能產(chǎn)業(yè)尚處于早期發(fā)展階段,但王海峰認為,氫作為清潔能源,將有極廣闊的發(fā)展前景。與此同時,資本市場也向王海峰拋出橄欖枝,過往他在新能源領域的亮眼表現(xiàn)贏得了投資人的認可和信任。
隨即,王海峰組建起以清華大學氫燃料電池實驗室資深科研人員、歸國科研精英為核心的“硬核”團隊?!皥F隊成員的技術實力和落地能力,是首要考慮因素。大家因為對這個領域充滿期待而走到一起?!蓖鹾7逭f道,“同時要盡可能地保障大家的待遇”。
鋒源氫能成立初期,獲清華大學氫燃料電池實驗室多項電堆、膜電極核心專利的轉移和授權,為公司后續(xù)研發(fā)創(chuàng)新打下堅實基礎。
簡單來說,氫燃料電池是利用氫氣和氧氣的電化學反應,將化學能轉化為電能,同時產(chǎn)生熱能和水;通過將多個單電池進行有序堆疊、組裝,形成電堆;在電堆中,每兩個膜電極單元間就有一個雙極板。為滿足實際應用中對功率的需要,氫燃料電池電堆可以輸出更高的功率,滿足不同設備和場景的用電需求。其中,膜電極又被稱為燃料電池的“心臟”,決定著電堆的性能水平。而膜電極又由質(zhì)子交換膜、催化劑和氣體擴散層三大基礎部件構成,是電化學反應場所,決定著電堆的性能、壽命和成本。而高性能、長壽命、低成本的氫燃料電池,則成為王海峰團隊不斷拓展技術邊界、創(chuàng)新攻關的動力所在。
具體而言,質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì),負責將氫氣和氧氣進行質(zhì)子傳遞,在催化劑的作用下產(chǎn)生電能和水分?!按呋瘎┲幸蚴褂玫劫F金屬鉑金,致使燃料電池成本居高不下。催化劑中使用的鉑金量越少,意味著成本越低。”王海峰介紹。
在國家“十四五”科技部重點專項中,王海峰是新一代高性能高耐久性燃料電池催化劑的研發(fā)和量產(chǎn)課題的首席科學家。一位清華的師兄曾對王海峰說,要盡可能突破材料的邊界。在創(chuàng)新攻關過程中,王海峰帶領研發(fā)團隊不斷突破材料、工藝,以及團隊研發(fā)人員創(chuàng)造力等各個維度的邊界。
經(jīng)歷從“一坨一坨”地使用鉑金,到將更加細小的鉑金球均勻穩(wěn)定地分布在碳球上,王海峰和團隊進行了大量的技術攻關和實驗驗證。他們創(chuàng)新探索出將小鉑金球粘合在具有多孔結構的碳球周圍,進一步降低了鉑金的用量,同時又提升了電池性能和使用壽命?!霸谶^去,催化劑多依靠進口,現(xiàn)在我們已經(jīng)可以做到自主化生產(chǎn)?!?/p>
從完成一個核心零部件的研發(fā),到實現(xiàn)量產(chǎn),“又是完全不同的概念,面臨無數(shù)個技術難點”?!斑@個過程是不斷干好無數(shù)臟活累活的過程?!蓖鹾7搴苷J同一位投資者說的,“所謂臟活累活都是護城河,是非常難而有價值的部分,考驗著我們的信念和意志”。
依托技術優(yōu)勢,公司成立初期,王海峰推出定制化產(chǎn)品開發(fā),為終端客戶提供氫燃料電池系統(tǒng)的定制化服務。第一年,他和團隊通過提供無人機氫燃料新能源系統(tǒng)方案,獲得1000多萬元的銷售額。然而,快速增長的訂單與現(xiàn)有的產(chǎn)能規(guī)模并不匹配。王海峰領悟到:“對于一個正在走向成熟的公司而言,市場確實很關鍵,但產(chǎn)品的打磨和聚焦,用有限資源把產(chǎn)品做扎實,對于早期創(chuàng)業(yè)公司更加重要。”
在王海峰的推動下,公司研發(fā)團隊秉持“奧卡姆剃刀原理”的研發(fā)理念,堅持精簡化設計路線。
通常,質(zhì)子交換膜燃料電池中,會有“加濕器”的設計——如果質(zhì)子交換膜過于干燥,會導致電池性能下降;如果濕度太高,又會阻礙氣體擴散。加濕器就在其中發(fā)揮精準調(diào)控作用,確保質(zhì)子傳導效率維持在較為理想的水平。
王海峰進一步推動團隊從材料端進行創(chuàng)新,將氫電池整個加濕系統(tǒng)去掉,從而縮小體積,節(jié)省了因加濕器所帶來的能量損耗和維護成本。為了實現(xiàn)這樣的系統(tǒng),需要定制化研發(fā)材料,并不斷改進優(yōu)化終端系統(tǒng)。經(jīng)過前期大量的設計和仿真實驗,團隊創(chuàng)新研發(fā)出“梯度自增濕”膜電極。這項“梯度自增濕技術”采用六階分散制漿技術、精密涂布技術、一體成型薄片化封裝技術,實現(xiàn)了膜電極精準可控的自增濕。
“每一步都很難,想象一下,在一個反應釜中,全反應過程都需要精準控制到一模一樣;涂漿料時,既要均勻,又不能有浪費……這其中有大量的難點,是一個持續(xù)進步的過程?!蓖鹾7逭f。團隊不僅實現(xiàn)了高一致性、高穩(wěn)定性漿料制備,以及高精度連續(xù)涂布等量產(chǎn)技術,還創(chuàng)新自主設計膜電極生產(chǎn)線,采用在線檢測技術,全流程高精度控制,實現(xiàn)了膜電極設計、生產(chǎn)和測試的高質(zhì)量全自主化。
“能開展這樣的縱向研發(fā),既得益于人才優(yōu)勢,也得益于我們從材料、零部件、電堆、系統(tǒng)等的全鏈條一體化研發(fā)體系,才能推動‘從里到外’的改變。”這也是王海峰從創(chuàng)業(yè)之初,就布局的研發(fā)體系和方向,以協(xié)同研發(fā)推動企業(yè),乃至行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
氫燃料電池以其卓越的環(huán)保特質(zhì)不斷得到資本和市場的認可,與此同時,在安全性能方面,鋒源氫能研發(fā)團隊也在取得新的進展和突破?!笆袌錾?,氫燃料電池領域也在逐步出臺相關的標準、要求,核心就是不能泄漏氫氣。這就要求工藝實現(xiàn)方面,要設計合理、系統(tǒng)密封性好?!蓖鹾7逖a充道,“這個密封好,不僅僅是指在剛下生產(chǎn)線時不漏氫氣,而是在電池系統(tǒng)運行數(shù)十年過程中,經(jīng)歷各個地方的顛簸,經(jīng)受各種極冷、極熱環(huán)境,依然不能泄漏氫氣。這與電池本身的設計、使用的密封材料有非常大的關聯(lián)性”。
在氫燃料電池領域,國外氫能巨頭公司一度引領行業(yè)發(fā)展,影響著相關零部件的工藝和設計思路。其中,在電池兩端,會使用密封墊來密封端部和內(nèi)部單電池之間的縫隙,防止氫氣從電池堆的端部泄漏。在長時間使用過程中,密封墊的使用壽命和自身彈力會影響密封性。
王海峰敏銳意識到其中存在的風險和使用壽命的限制,帶領團隊創(chuàng)新研發(fā)新的密封方式,通過特殊材料工藝進行封裝,將微量氫氣泄漏的風險降至零?!懊芊夥绞降母淖儯瑫е抡麄€電池系統(tǒng)的重新設計和驗證?,F(xiàn)在用氫氣檢測裝備去檢測,無論是在哪個位置,都檢測不出一丁點氫氣,都是嚴嚴實實的?!蓖鹾7逭f道。
提到研發(fā),王海峰堅持:“沒有研發(fā),就沒有進步?!痹陉P鍵決策中,王海峰常常執(zhí)拗而又極具魄力地推動著新技術的變革,而研發(fā)團隊在一次次技術攻關過程中,同樣傾盡心力地踐行著他們對專業(yè)的極致追求。至2022年,鋒源氫能已形成膜電極、電堆、系統(tǒng)為主的全自研品牌矩陣。
“過去四五年時間的努力,我們使成本下降了90%,實現(xiàn)了電堆、膜電極、催化劑、金屬雙極板等核心零部件的自主化,累計獨立申請或獲得燃料電池專利約150項,我覺得我們已經(jīng)做得很好了?!睂τ谕鹾7搴蛨F隊而言,每當在研發(fā)、市場取得進步和成果,就是充滿成就感和幸福感的時刻。
伴隨國家新能源汽車發(fā)展趨勢,2017年底,王海峰制定了產(chǎn)品研發(fā)與市場重點——聚焦車用方向燃料電池的研發(fā)與銷售。
2018年,王海峰率領團隊在浙江平湖經(jīng)開區(qū)投資建設近1萬平方米的燃料電池量產(chǎn)基地,涵蓋催化劑實驗室、膜電極實驗室、納米鍍膜研發(fā)實驗室、電堆總裝車間、金屬雙極板制造車間、全體系檢測中心……王海峰言語平實,“那個階段就是在扎扎實實進行整車相關的各種驗證”。
對于鋒源氫能來說,下游的整車企業(yè)是主要目標客群,而要想獲得車企訂單,需要通過嚴格的系列考核和認證?!俺藰悠房己酥?,車企還會到工廠來驗廠,進一步查驗是否具備量產(chǎn)能力,交付的產(chǎn)品是否具有一致性?!?/p>
在市場部團隊奮力開拓下,鋒源氫能率先實現(xiàn)與吉利汽車的攜手合作。2019年至2020年,吉利四川商用車有限公司所使用的燃料電池城市客車,搭載了鋒源氫能配套供應的氫燃料電池石墨及金屬板電堆,可供8.5米的公交車續(xù)航500公里以上。
2022年,鋒源氫能迎來新的發(fā)展階段——突破億元產(chǎn)值,以已驗證的、可復制的閉環(huán)能力,獲得大額、可持續(xù)的訂單。在拓展市場同時,技術團隊不斷推動產(chǎn)品的升級換代。電堆FY03版、FY04、FY06……憑借過硬的產(chǎn)品性能、效率和適應性,鋒源氫能與新飛集團、東風、吉利、金龍客車、長安汽車、奇瑞、中汽創(chuàng)智等眾多車企達成批量產(chǎn)品供應和戰(zhàn)略合作。
近年來,鋒源氫能在氫能重卡領域強勢發(fā)力,自主研發(fā)的氫燃料電池經(jīng)受住惡劣環(huán)境、極寒天氣及24小時連續(xù)運行等考驗,為推動氫能重卡商業(yè)化應用和行業(yè)發(fā)展發(fā)揮著重要作用。團隊自主研發(fā)的“大功率重卡車用燃料電池發(fā)電系統(tǒng)”入選工信部《國家工業(yè)和信息化領域節(jié)能降碳技術裝備推薦目錄(2024年版)》。
2024年11月21日,由犀重新能源汽車有限公司和河南德力新能源汽車有限公司聯(lián)合制造的150臺氫能重卡正式運營,搭載的正是鋒源氫能FY06平臺新一批氫燃料電池系統(tǒng)。今年2月6日,鋒源氫能聯(lián)合原尚股份、德力新能源汽車、犀重新能源汽車等多家企業(yè),共同打造的全國首條“鄭州鞏義—青島港”800公里氫燃料重卡綠色零碳運輸專線正式開通運營。這批重卡所搭載的FY06M-500電堆通過上海機動車檢測認證技術研究中心的國標測試,技術指標達到國際領先水平。
“重卡運輸距離遠、載重大,很多時候都是‘人歇車不歇’,本身也是‘排放大戶’。在滿足長續(xù)航方面,如果用鋰電池就要配備超大容量的鋰電池,會加重車重和電耗。氫燃料電池就能完美解決這些問題——續(xù)航里程長,本身又輕,排放的只有水?,F(xiàn)在氫燃料電池在重卡領域的成本已經(jīng)很有競爭優(yōu)勢??梢哉f,氫燃料電池當下特別合適的市場細分領域就是重卡。再過幾年,當成本進一步下降,氫燃料電池會適合更多場景?!蓖鹾7逭f。
在嘉興參與發(fā)布全國首輛碳纖維氫能車,在廈門落地全國首輛氨氫大巴……在助力道路運輸車輛由能耗雙控向碳排放雙控目標轉型方面,鋒源氫能團隊信心滿滿。
“性價比是我們的優(yōu)勢之一,我們通過技術優(yōu)勢帶動成本的下降。同時,我們通過下游閉環(huán)場景的打造,來獲得更多車企客戶的認可和訂單?!蓖鹾7褰榻B,如今在海外,鋒源氫能的產(chǎn)品也已應用在發(fā)電、叉車等領域。
經(jīng)過多年發(fā)展,我國已成為全球最大氫氣生產(chǎn)和消費國,是擁有最多加氫站的國家,氫能源汽車銷量位居世界第一,世界最大口徑和輸量的綠氫管道項目已經(jīng)啟動。今年全國兩會期間,關于發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,國家發(fā)展改革委表示將設立國家創(chuàng)業(yè)投資引導基金,帶動地方資金、社會資本近1萬億元……這都給予王海峰更多信心。
創(chuàng)業(yè)以來,使命感與壓力始終伴隨著王海峰。去做開創(chuàng)性的事業(yè)、為社會創(chuàng)造更多價值,這是王海峰投身創(chuàng)業(yè)的原動力?!皥F隊成員也都是志同道合的伙伴,大家選擇在這個行業(yè)投入持續(xù)長久的努力。目前,氫能行業(yè)仍處于起步階段,市場化程度還不夠。當行業(yè)發(fā)展拐點到來,我們的企業(yè)會迎來新一輪強勢發(fā)展,同時會帶動牽引上下游數(shù)十家零部件供應商實現(xiàn)規(guī)模與實力的飛躍。”對于王海峰團隊和眾多氫能行業(yè)從業(yè)者而言,高峰時刻,值得期待。
責任編輯 張惠清