2022年以来，氢能成为投资风头。在2021年初，氢能被正式写入“十四五”规划，中央及地方各级政府开始频繁出台氢能相关政策，示范城市群开始迈入落地实施阶段。
与如火如荼的锂电池相比，氢燃料电池仍处于早期发展阶段，且市场份额较小。截止2021年，中国氢燃料电池汽车保有量为8922辆，占全球主要国家的18%。而国家发改委等发布的氢能相关规划提出，到2025年，我国燃料电池车辆保有量约5万辆。
氢燃料电池系统主要由燃料电池电堆、DCDC、空压机、氢循环泵等部件组成，而燃料电池电堆作为最关键的部件由双极板、膜电极以及相关紧固件构成。本文的关注公司上海氢晨新能源科技有限公司（以下简称“氢晨科技”）成立于2017年，专注于氢燃料电池电堆的研发、生产、销售及整体解决方案，其产品已广泛应用于商用车、公交车、重型卡车等应用场景，具有自主知识产权的全自动化电堆生产制造产线，目前氢晨科技已与多家车企及燃料电池系统企业达成合作。
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氢晨科技已累计完成了3轮融资，最近一次是2021年10月完成2.5亿余元的A+轮融资，投资方包括申能集团、临港集团、临港管委会、上海交通大学、京能集团、IDG资本、自贸区基金等。
以大功率电堆为核心的氢能科技公司
在燃料电池产业链中，电堆处于中游核心环节，其可以被称之为燃料电池发动机系统的心脏。氢晨科技所生产的燃料电池电堆有着大功率、高功率密度、高可靠性特点。
氢晨科技核心团队具备多年的车规级燃料电池电堆及核心零部件开发设计及试制能力，公司技术发源于上海交通大学机械与动力工程学院，是上海交通大学与临港集团科技成果转化的典型代表。
总经理易培云是上海交通大学机械与动力工程学院教授、博士生导师、教育部青年长江学者，从2005年开始一直从事氢燃料电池研发工作。团队先后完成了国家自然科学基金重大国际合作项目、国家863计划项目、国家重点研发计划课题等，申请200多项知识产权。目前，公司共有300多名员工，博士占21名，海外归国人员11名。
这是一家从上海交通大学实验室孵化出的创业公司。2017年，创始团队正式创立了氢晨科技，开始独立商业运作。
目前，氢晨科技已累计开发了80kW、100kW、120kW、150kW四款燃料电池电堆产品，最新一代230kW产品的体积功率密度达到6.2kW/L，额定功率电转化率皆大于50%。其产品采用氢晨科技自主研发的柔性智能制造生产线，配合高精度视觉检测系统，具备高精度、高耐压、高可靠性的特点。
氢晨科技COO白云飞博士告诉36氪：“氢晨科技产品覆盖多个不同型号，而出货量最多的是120 kW、150kW的大功率电堆。”
此外，白云飞博士透露，氢晨科技2022年将加速大功率电堆的研发进程，完成从单堆230kW到300kW的突破。
氢晨科技的电堆已广泛应用于商用车、公交车、重型卡车等应用场景，同时，氢晨科技也探索了无人机、船舶、飞机备用电源等应用场景。
氢晨科技在向客户提供燃料电池电堆产品的同时，也会根据用户需求提供整体解决方案，或膜电极等零部件产品。除电堆产品以外，公司也同步发展了固定电站和电解水业务。
多学科技术结合的科技产品
氢燃料电池电堆是一种电化学发电装置，通过催化剂和氧气发生反应，将氢气转化成电流（和热量），其唯一的产物是水；且氢气的热值极高，可达143MJ/kg，1kg氢气燃烧产生的热量能相当于3kg汽油，也可达到三元锂电池的120倍左右，从环境保护角度和能量密度角度，都是绝佳的绿色能源。
氢晨科技电堆所采用的技术为质子交换膜(Proton Exchange Membrane，PEM)燃料电池，国内外也有企业尝试固体燃料电池路线和甲醇燃料电池路线。白云飞博士告诉36氪，PEM是目前商业化最成熟的路线。
白云飞博士：“燃料电池本身的研发门槛较高，存在多学科耦合的研发难点。首先，电堆、装配、生产过程都设计较高机械要求，目前产品以车用为主，对燃料电池有着抗震、防水、防尘等机械耐久性与环境耐久性相关要求；然后，对双极板和膜电极等零部件的制造精度要求极高，极板的流道深度偏差小于10微米，电堆装配完成之后单电池装配的最大偏差小于0.2毫米；接着在性能一致性方面，氢气和空气流道涉及流体力学，需要在几百片电池单元中实现低于5%的流量偏差；氢气先在阳极侧分解，再通过质子交换膜到阴极侧与氧气结合生成水的过程，涉及电化学，需要实现高性能、长耐久和低成本；燃料电池生成电能的同时，部分能量会转化为热能，又涉及工程热力学的散热问题。上述任何一个方面出问题，都会影响氢燃料电池运行的输出性能、安全性和可靠性。”
氢燃料电池电堆有着不同的技术路线，石墨极板和金属极板路线共存。对于车用燃料电池场景，其对于产品体积要求较高，金属极板比石墨极板更薄，因此金属极板电堆可做到更大的体积功率密度，具有更大的优势。白云飞博士表示，氢晨科技从2005年开始研究金属板材料，是国内最早研究金属板电池电堆的团队。
氢晨科技的燃料电池电堆采用正向研发设计，完全自主设计、生产，掌握膜电极、催化剂、极板等零部件的核心know-how，可最大程度地掌控电堆产品的性能、精密度和可靠性。而从安全角度，氢晨科技在绝缘设计、整体电堆设计、电堆反应速率等多个维度都有核心专利和技术，以保证氢燃料电池安全性。
推动燃料电池降本和普及
与锂电池相比，氢燃料电池行业当下还有多个问题亟待解决：基础设施不完善；产品价格高；电堆寿命有待提升；燃料电池技术也需要迭代，向更高功率产品发展。
白云飞博士告诉36氪，目前市面上的氢燃料电池系统单价在每千瓦五千元左右，虽然相较于之前每千瓦一万元的单价有了较高的下降，但仍然处于较高水平，我们希望未来以每年10%以上幅度降低，期望2025年达到每千瓦千元水平。
为实现“使燃料电池电堆在体积、寿命和价格上与传统发动机相当”的产业阶段性战略目标，氢晨科技未来也会继续加大技术投入和研发，研发更性能更优、体积功率密度更高的电堆产品；同时通过产业延伸、国产替代、规模化生产等手段降低成本。
2022年5月，氢晨科技宣布以换股形式收购擎动科技100%股权，擎动科技是国内极少数自主研发、设计、生产催化剂，并将其批量搭载至膜电极上的燃料电池核心关键材料制造商。
白云飞博士表示，擎动科技的产品改变了原有国产高性能膜电极生产空白、国内车用膜电极以进口为主的困境，未来，氢晨科技和擎动科技将联合建立从催化剂、膜电极到电堆的一体化协同开发体系，提高电堆研发效率，也将电堆工艺和设计降本深入到材料层级。
当被问及氢能源行业高峰何时到来时，白云飞博士表示，当氢能源车辆年产达5万-10万时，氢能源行业就迎来了新的发展高峰阶段。
