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封面人物 | 王海峰:直上“氢”云

2025-05-06 09:30 阅读量:5k+

华人号:中华儿女

“现在,氢能产业距离真正意义上的发展拐点还有一段路要走。我们相信这是一条万亿级赛道,值得我们为之拼搏。”浙江锋源氢能科技有限公司(简称“锋源氢能”)董事长王海峰豪情满怀地说道。

王海峰

从选择氢燃料电池为创业方向,到一步步见证氢能行业在国家政策、资本市场支持下飞速发展,王海峰带领团队一路狂奔,带着梦想与野心,责任与使命,无畏而行。

成立锋源氢能,王海峰的目标清晰且宏大——为更多人带去“清洁可靠、价格厚道的能源”。如今,公司在多项氢燃料电池核心零部件拥有自主研发与量产能力,累计获得专利约150项,入选第六批国家级专精特新“小巨人”企业名单。创业之初,王海峰选择了一条并不容易,甚至颇为艰难的全链条技术创新道路。面对重重难关,他清醒而又充满乐观,“总有办法可以解决”。

破而后立,自强不息

王海峰可谓一路“拼”过来。

完成一项项正确而难的事,王海峰对这条路很熟悉。1982年,王海峰出生在江西一个温馨有爱的家庭。读中学时,家里遭遇变故,经济收入一落千丈。然而,父母并未对他讲起家中困难,总是尽可能支持他安心读书。敏锐聪颖的他感受着家庭氛围的悄然变化,默默下定决心要认真读书,蹚出一条出路,成绩也由班级中上游跃至学校前几名。

1999年,王海峰考入清华大学水利系。大二下学期,他果断转系到自动化系。“高中时受《等你在清华》的影响,书里的状元们很多都选择自动化系。”王海峰回忆。彼时,清华大学试行转系机制不久,他凭借不错的成绩,成为当时8名成功转系的学生之一。

设立目标、敢想敢拼的王海峰在大三下学期时参加清华大学与哈佛大学等国外顶尖名校教授在自动化系联合建立的博士生选拔考核,并成功入选。沿着硕博连读的道路,王海峰一路读到博士。

在清华园浓厚的学习氛围中,王海峰认识了影响他认知的师兄,也结识了其后与他走南闯北、风雨同舟共同创业的师弟。“清华有很多学习能力非常强的同学,更重要的是学校一直和我们讲要好好学习,读书、做人的要求都体现在我们的校训和学校整体的氛围。”

IBM中国研究院于1995年在北京成立,是IBM在全球设立的12大研究机构之一。2009年,王海峰获得博士学位。这一年,IBM中国研究院在全国范围招聘极个别研究员,王海峰成为其中之一,并在同辈中以最快速度升任IBM中国研究院技术总监、新能源首席科学家。

乘着我国新能源发展的东风,王海峰在风电、太阳能等创新项目的研发及推广过程中,推出多个获得市场认可的数字化解决方案,为企业创收近十亿元销售额。王海峰也获得多项荣誉,其中包括IBM全球技术人员个人最高荣誉——“卓越技术成就奖”。

每一次方案的诞生、调整、优化,都是一次内部创新创业的过程,王海峰和全球各地的同事共同创造了许多有成就感的时刻。那是一段飞速成长和自我超越的时期,强烈自驱力、超强学习力、知识迁移、高效协作、拓展市场……这些创业所需要的一块块拼图,王海峰在踏实奋进中,将其精准嵌合。其中最为关键的,是从求学时就深深扎根在他内心的,也是他所看重的一项特质,则是坚韧。

2015年初,翻过烫金般的战绩,王海峰离开IBM。不久,随着“大众创业、万众创新”的浪潮激荡在中华大地,王海峰心中的创业热情被点燃。

向“氢”出发,突破边界

2015年底,王海峰踏上创业征途。在创业方向选择上,他仔细思考了不同赛道的发展趋势,迅速锁定在“氢燃料电池”的研发与技术推广领域。尽管当时的氢能产业尚处于早期发展阶段,但王海峰认为,氢作为清洁能源,将有极广阔的发展前景。与此同时,资本市场也向王海峰抛出橄榄枝,过往他在新能源领域的亮眼表现赢得了投资人的认可和信任。

随即,王海峰组建起以清华大学氢燃料电池实验室资深科研人员、归国科研精英为核心的“硬核”团队。“团队成员的技术实力和落地能力,是首要考虑因素。大家因为对这个领域充满期待而走到一起。”王海峰说道,“同时要尽可能地保障大家的待遇”。

锋源氢能成立初期,获清华大学氢燃料电池实验室多项电堆、膜电极核心专利的转移和授权,为公司后续研发创新打下坚实基础。

简单来说,氢燃料电池是利用氢气和氧气的电化学反应,将化学能转化为电能,同时产生热能和水;通过将多个单电池进行有序堆叠、组装,形成电堆;在电堆中,每两个膜电极单元间就有一个双极板。为满足实际应用中对功率的需要,氢燃料电池电堆可以输出更高的功率,满足不同设备和场景的用电需求。其中,膜电极又被称为燃料电池的“心脏”,决定着电堆的性能水平。而膜电极又由质子交换膜、催化剂和气体扩散层三大基础部件构成,是电化学反应场所,决定着电堆的性能、寿命和成本。而高性能、长寿命、低成本的氢燃料电池,则成为王海峰团队不断拓展技术边界、创新攻关的动力所在。

具体而言,质子交换膜作为电解质,负责将氢气和氧气进行质子传递,在催化剂的作用下产生电能和水分。“催化剂中因使用到贵金属铂金,致使燃料电池成本居高不下。催化剂中使用的铂金量越少,意味着成本越低。”王海峰介绍。

在国家“十四五”科技部重点专项中,王海峰是新一代高性能高耐久性燃料电池催化剂的研发和量产课题的首席科学家。一位清华的师兄曾对王海峰说,要尽可能突破材料的边界。在创新攻关过程中,王海峰带领研发团队不断突破材料、工艺,以及团队研发人员创造力等各个维度的边界。

经历从“一坨一坨”地使用铂金,到将更加细小的铂金球均匀稳定地分布在碳球上,王海峰和团队进行了大量的技术攻关和实验验证。他们创新探索出将小铂金球粘合在具有多孔结构的碳球周围,进一步降低了铂金的用量,同时又提升了电池性能和使用寿命。“在过去,催化剂多依靠进口,现在我们已经可以做到自主化生产。”

从完成一个核心零部件的研发,到实现量产,“又是完全不同的概念,面临无数个技术难点”。“这个过程是不断干好无数脏活累活的过程。”王海峰很认同一位投资者说的,“所谓脏活累活都是护城河,是非常难而有价值的部分,考验着我们的信念和意志”。

“氢”力而为,核心自主

依托技术优势,公司成立初期,王海峰推出定制化产品开发,为终端客户提供氢燃料电池系统的定制化服务。第一年,他和团队通过提供无人机氢燃料新能源系统方案,获得1000多万元的销售额。然而,快速增长的订单与现有的产能规模并不匹配。王海峰领悟到:“对于一个正在走向成熟的公司而言,市场确实很关键,但产品的打磨和聚焦,用有限资源把产品做扎实,对于早期创业公司更加重要。”

2024年11月21日,锋源氢能助力河南安阳投放的150台氢能重卡正式运营

在王海峰的推动下,公司研发团队秉持“奥卡姆剃刀原理”的研发理念,坚持精简化设计路线。

通常,质子交换膜燃料电池中,会有“加湿器”的设计——如果质子交换膜过于干燥,会导致电池性能下降;如果湿度太高,又会阻碍气体扩散。加湿器就在其中发挥精准调控作用,确保质子传导效率维持在较为理想的水平。

王海峰进一步推动团队从材料端进行创新,将氢电池整个加湿系统去掉,从而缩小体积,节省了因加湿器所带来的能量损耗和维护成本。为了实现这样的系统,需要定制化研发材料,并不断改进优化终端系统。经过前期大量的设计和仿真实验,团队创新研发出“梯度自增湿”膜电极。这项“梯度自增湿技术”采用六阶分散制浆技术、精密涂布技术、一体成型薄片化封装技术,实现了膜电极精准可控的自增湿。

“每一步都很难,想象一下,在一个反应釜中,全反应过程都需要精准控制到一模一样;涂浆料时,既要均匀,又不能有浪费……这其中有大量的难点,是一个持续进步的过程。”王海峰说。团队不仅实现了高一致性、高稳定性浆料制备,以及高精度连续涂布等量产技术,还创新自主设计膜电极生产线,采用在线检测技术,全流程高精度控制,实现了膜电极设计、生产和测试的高质量全自主化。

“能开展这样的纵向研发,既得益于人才优势,也得益于我们从材料、零部件、电堆、系统等的全链条一体化研发体系,才能推动‘从里到外’的改变。”这也是王海峰从创业之初,就布局的研发体系和方向,以协同研发推动企业,乃至行业高质量发展。

氢燃料电池以其卓越的环保特质不断得到资本和市场的认可,与此同时,在安全性能方面,锋源氢能研发团队也在取得新的进展和突破。“市场上,氢燃料电池领域也在逐步出台相关的标准、要求,核心就是不能泄漏氢气。这就要求工艺实现方面,要设计合理、系统密封性好。”王海峰补充道,“这个密封好,不仅仅是指在刚下生产线时不漏氢气,而是在电池系统运行数十年过程中,经历各个地方的颠簸,经受各种极冷、极热环境,依然不能泄漏氢气。这与电池本身的设计、使用的密封材料有非常大的关联性”。

在氢燃料电池领域,国外氢能巨头公司一度引领行业发展,影响着相关零部件的工艺和设计思路。其中,在电池两端,会使用密封垫来密封端部和内部单电池之间的缝隙,防止氢气从电池堆的端部泄漏。在长时间使用过程中,密封垫的使用寿命和自身弹力会影响密封性。

王海峰敏锐意识到其中存在的风险和使用寿命的限制,带领团队创新研发新的密封方式,通过特殊材料工艺进行封装,将微量氢气泄漏的风险降至零。“密封方式的改变,会导致整个电池系统的重新设计和验证。现在用氢气检测装备去检测,无论是在哪个位置,都检测不出一丁点氢气,都是严严实实的。”王海峰说道。

提到研发,王海峰坚持:“没有研发,就没有进步。”在关键决策中,王海峰常常执拗而又极具魄力地推动着新技术的变革,而研发团队在一次次技术攻关过程中,同样倾尽心力地践行着他们对专业的极致追求。至2022年,锋源氢能已形成膜电极、电堆、系统为主的全自研品牌矩阵。

“过去四五年时间的努力,我们使成本下降了90%,实现了电堆、膜电极、催化剂、金属双极板等核心零部件的自主化,累计独立申请或获得燃料电池专利约150项,我觉得我们已经做得很好了。”对于王海峰和团队而言,每当在研发、市场取得进步和成果,就是充满成就感和幸福感的时刻。

技术领跑,“氢”装上阵

伴随国家新能源汽车发展趋势,2017年底,王海峰制定了产品研发与市场重点——聚焦车用方向燃料电池的研发与销售。

2018年,王海峰率领团队在浙江平湖经开区投资建设近1万平方米的燃料电池量产基地,涵盖催化剂实验室、膜电极实验室、纳米镀膜研发实验室、电堆总装车间、金属双极板制造车间、全体系检测中心……王海峰言语平实,“那个阶段就是在扎扎实实进行整车相关的各种验证”。

对于锋源氢能来说,下游的整车企业是主要目标客群,而要想获得车企订单,需要通过严格的系列考核和认证。“除了样品考核之外,车企还会到工厂来验厂,进一步查验是否具备量产能力,交付的产品是否具有一致性。”

在市场部团队奋力开拓下,锋源氢能率先实现与吉利汽车的携手合作。2019年至2020年,吉利四川商用车有限公司所使用的燃料电池城市客车,搭载了锋源氢能配套供应的氢燃料电池石墨及金属板电堆,可供8.5米的公交车续航500公里以上。

2022年,锋源氢能迎来新的发展阶段——突破亿元产值,以已验证的、可复制的闭环能力,获得大额、可持续的订单。在拓展市场同时,技术团队不断推动产品的升级换代。电堆FY03版、FY04、FY06……凭借过硬的产品性能、效率和适应性,锋源氢能与新飞集团、东风、吉利、金龙客车、长安汽车、奇瑞、中汽创智等众多车企达成批量产品供应和战略合作。

近年来,锋源氢能在氢能重卡领域强势发力,自主研发的氢燃料电池经受住恶劣环境、极寒天气及24小时连续运行等考验,为推动氢能重卡商业化应用和行业发展发挥着重要作用。团队自主研发的“大功率重卡车用燃料电池发电系统”入选工信部《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录(2024年版)》。

2024年11月21日,由犀重新能源汽车有限公司和河南德力新能源汽车有限公司联合制造的150台氢能重卡正式运营,搭载的正是锋源氢能FY06平台新一批氢燃料电池系统。今年2月6日,锋源氢能联合原尚股份、德力新能源汽车、犀重新能源汽车等多家企业,共同打造的全国首条“郑州巩义—青岛港”800公里氢燃料重卡绿色零碳运输专线正式开通运营。这批重卡所搭载的FY06M-500电堆通过上海机动车检测认证技术研究中心的国标测试,技术指标达到国际领先水平。

“重卡运输距离远、载重大,很多时候都是‘人歇车不歇’,本身也是‘排放大户’。在满足长续航方面,如果用锂电池就要配备超大容量的锂电池,会加重车重和电耗。氢燃料电池就能完美解决这些问题——续航里程长,本身又轻,排放的只有水。现在氢燃料电池在重卡领域的成本已经很有竞争优势。可以说,氢燃料电池当下特别合适的市场细分领域就是重卡。再过几年,当成本进一步下降,氢燃料电池会适合更多场景。”王海峰说。

在嘉兴参与发布全国首辆碳纤维氢能车,在厦门落地全国首辆氨氢大巴……在助力道路运输车辆由能耗双控向碳排放双控目标转型方面,锋源氢能团队信心满满。

“性价比是我们的优势之一,我们通过技术优势带动成本的下降。同时,我们通过下游闭环场景的打造,来获得更多车企客户的认可和订单。”王海峰介绍,如今在海外,锋源氢能的产品也已应用在发电、叉车等领域。

经过多年发展,我国已成为全球最大氢气生产和消费国,是拥有最多加氢站的国家,氢能源汽车销量位居世界第一,世界最大口径和输量的绿氢管道项目已经启动。今年全国两会期间,关于发展新质生产力,国家发展改革委表示将设立国家创业投资引导基金,带动地方资金、社会资本近1万亿元……这都给予王海峰更多信心。

创业以来,使命感与压力始终伴随着王海峰。去做开创性的事业、为社会创造更多价值,这是王海峰投身创业的原动力。“团队成员也都是志同道合的伙伴,大家选择在这个行业投入持续长久的努力。目前,氢能行业仍处于起步阶段,市场化程度还不够。当行业发展拐点到来,我们的企业会迎来新一轮强势发展,同时会带动牵引上下游数十家零部件供应商实现规模与实力的飞跃。”对于王海峰团队和众多氢能行业从业者而言,高峰时刻,值得期待。

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