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氢是自然界中最普遍存在的元素，它构成了宇宙质量的75%，燃烧产物只有水，水可以继续制氢，实现全生命周期无污染无碳排放。
除去核燃料，等质量的氢发热值是所有燃料当中最大的，约为煤炭的4.5倍，汽油的3倍，同时氢能还可作为“二次能源、能源载体、低碳原料”三种角色助推能源转型进程，因而被称之为21世纪最理想的能源。
早在“十二五”规划中，燃料电池汽车技术已被列入新能源汽车产业重点发展方向之一。此后，氢能产业在中国的战略地位逐年提升。
行至2022年，锂电价格暴涨及国家新一轮政策补贴，彻底点燃了氢能赛道。据清科研究中心统计，截至2022年第一季度，中国股权投资市场对主业为氢能产业的相关企业投资约为136.61亿元人民币，涉及投资事件183起。
“氢能战略是双碳目标下的一个战略方向，符合国家清洁能源低碳转型发展需求。氢能正处在风口，预计会有巨大市场机会。”厦门福纳新材料科技有限公司副总经理王惠璇对【观澜财经】表示，“但目前氢能还未到大规模普及应用的阶段，很多技术路线也还没有完全走通、走顺，需要更多的参与者投入其中以加快氢能的发展。”
01.
立足独创技术，进军氢能领域
近期，【观澜财经】了解到厦门大学化学化工学院、中科院福建物质结构研究所和厦门福纳新材料科技有限公司（以下简称“福纳新材料”）共同合作发表的研究成果“Ambient-pressure synthesis of ethylene glycol catalyzed by C60-buffered Cu/SiO2”于04月15日正式发表在全球顶级学术刊物Science 上（Science 2022，Vol. 376，Issue 6590，pp.242-243）。
该成果独创性地利用富勒烯奇异的电子特性和结构特性对铜硅催化剂进行改性，实现了在常压下草酸甲酯加氢合成乙二醇，发现并提出富勒烯“电子缓冲”机制，稳定了催化反应过程中活性物种Cu+的存在，显著提升Cu基催化剂的催化活性和催化剂寿命。
此后，这种富勒烯的“电子缓冲效应”在一系列Cu基催化反应体系中被证实了同样有效，在文中列举的催化体系中富勒烯促进的Cu基催化剂性能均优于传统催化剂，为Cu基催化研究领域做出了突破性的重大贡献。
通过研究发现，在甲醇催化重整反应中，富勒烯对传统的Cu-Zn-Al催化体系同样有良好的促进作用，显著降低了催化反应温度、提升甲醇转化率、降低CO选择性，极大提高了产氢速率。该核心催化技术成果为富勒烯打开氢能领域的新应用大门。
作为全球领先的富勒烯制造企业，福纳新材料进一步拓展该研究成果核心技术外延，立足独创，进军氢能领域：制备出富勒烯促进下的Cu-Zn-Al基高性能的常压低温高效甲醇水重整制氢催化剂，并基于此核心催化剂技术，设计在线甲醇水重整制氢系统和移动醇氢能源系统——迈珩移动醇氢新能源系统。
据王惠璇介绍，“迈珩移动醇氢能源系统”拥有多项国内领先技术，包含富勒烯基非贵金属低温高效甲醇-水重整制氢催化技术、高效低能耗高纯氢分离技术、系统自热循环管理控制技术、高度一体化集成智控技术、关键部件3D打印一体成型智能制造技术等，具有高产氢速率、高能量转化输出率、高体系稳定性、低体积占用、低体系自身能耗、低成本等优势。
在市场应用方面，目前公司已研制出第一套搭载自主核心富勒烯-Cu基催化剂的“5kW移动醇氢新能源系统”原型机。未来，将依据市场需求开发出2kW、15kW等不同功率的移动醇氢能源发电系统模块，同时可提供移动甲醇重整制氢系统产品，如户外便携电源、家庭备用电源、基站电源、增程式电动车、醇氢燃料电池车、分布式发电系统、现场制氢系统等。
“迈珩移动醇氢能源系统”项目不仅为氢能技术的发展提供了新的思路，更为富勒烯拓展了多元应用领域。
02.
自研创新工艺，推动全产业链发展
近年来，新能源产业爆发式增长与技术革新带动了先进碳材料的需求，新的碳材料正不断被发现，新的市场应用也不断在推进。
其中，以C60为代表的富勒烯被誉为“纳米王子”。富勒烯具有分子层面完美的球形对称结构，具有硬度高、稳定性好等特点，光学、电学、热学、磁学等性质独特，在电子、生物医药、能源、工业催化、超导、日用化工等领域具有极大的应用潜力。
换句话说，富勒烯材料的应用可以渗透到人们的衣食住行的方方面面。例如，含富勒烯材料的薄膜太阳能电池，可用于建筑光伏一体化（BIPV）、智能家居供电、可穿戴设备供电等；富勒烯基催化剂材料可参与多项化学催化反应，提高催化反应效率，融入到诸多化工合成当中；富勒烯高清除自由基的能力可以应用到化妆品等领域，也有研究其对于保健、饲料添加领域起着独特的作用；富勒烯及其衍生物在肿瘤治疗药物、神经退行性疾病治疗药物、医学显影剂等生物医药方面，也有许多前沿的研究成果。
据悉，富勒烯的制备方法主要有电弧法、燃烧法、激光蒸发法、热解法、等离子体法、有机合成法等。全球仅有为数不多的国家可实现富勒烯量产。其中，美国、俄罗斯少数几家公司的产量仅为公斤级；日本三菱公司的富勒烯产量可达吨级，大部分用于国内军工，在市面上销售的富勒烯相关产品则主要以化妆品原料形式售卖，其他产品并不多见。
富勒烯材料产业未来的经济价值巨大，国外市场上富勒烯相关产品的售价从300元至数万元/克不等，且销售被严格控制。“我们对传统电弧法进行有效改进，让电弧法走出实验室，实现真正的量产，同时为科研及产业应用提供‘用得起’的富勒烯材料。”王惠璇谈到。
根据中研普华研究院报告《2021-2026年富勒烯行业竞争格局分析与未来趋势预测报告》统计分析显示：2006-2018年间，全球富勒烯市场规模以年均70%左右的速度增长。
富勒烯作为一种具有多项优异性能的新型纳米碳材料，目前其应用仍处在起步阶段，但可以预期的巨大市场容量将促使各国对富勒烯的制备和研发投入巨资。
过去十年，福纳新材料跻身全球富勒烯制造商第一梯队，拥有以磁控电弧法为核心的自主生产技术体系，建成国际上首条吨级空心富勒烯联产公斤级内嵌金属富勒烯工业化生产线，产品纯度最高可达99.99%。
同时，公司搭建了集研发、生产、销售及应用为基础的"富勒烯+"产业化平台，申请及授权五十多项欧洲、美国、日本及中国专利。产品销售覆盖全球主要市场，客户为国内外知名科研院所、各领域领先应用单位、国际知名化学试剂公司等。
王惠璇表示，随着材料应用需求的扩大，材料制备成本会持续下降，这是行业特性。但在新型功能材料的应用过程中，成本只是其中一个因素。“我们会持续寻找和关注高价值的能够发挥富勒烯关键性能的“靶点”应用，先行突破！下一步，我们将重点开辟富勒烯材料在新能源领域的应用。”
03.
“氢”注全力，完善产品矩阵
福纳新材料经过十年的沉淀和积累，实现了富勒烯多系列、多梯度原材料的工业化量产，解决富勒烯材料用不起、用不上的问题。
随着第二个十年的开启，福纳新材料将目光聚焦到万亿新能源赛道。
在氢能领域，福纳新材料以核心富勒烯促进的催化剂为基础，设立“迈珩移动醇氢新能源系统”项目，开发出匹配氢能交通工具、备用电源、基站电源等应用场景的产品，并为加氢站等有用氢需求的地方提供现场制氢系统。
在光伏领域，福纳新材料也针对性地研制出薄膜光伏（有机太阳能电池和钙钛矿太阳能电池）相关材料，现有两款材料实现量产，并同下游薄膜光伏制造企业建立合作关系。
在碳中和的趋势下，富勒烯材料有望通过薄膜光伏和催化制氢两条路线为能源转型升级贡献力量。
04.
结语
根据不完全统计，截至目前，全国各地已有超过30个省市公布了氢能发展的相关政策文件，可见产业发展热潮势不可挡，成为各省份抢抓“双碳”机遇的重要抓手。
厦门市积极响应，出台《厦门市加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系工作方案》，支持企业整合高等院校、科研院所等资源，搭建多边产学研合作平台，重点开展新能源材料、先进碳材料等材料技术和氢能等能源开发技术的协作。
▲图片来源：厦门市人民政府王惠璇指出，厦门具备发展氢能的产业基础。一方面，厦门高校拥有强劲的科研实力，福纳新材料甲醇水催化重整制氢技术便是与厦门大学合作，该技术全球领先。另一方，厦门也拥有氢能潜在应用企业，如金龙客车、林德叉车等。
“制氢的环节和路线有很多，在线制氢不受地点和产氢化工企业的区域局限性，并且利用了资源丰富和安全性高的甲醇，解决了储氢和运氢的难题，厦门或许可以通过这一技术路线寻求差异化发展。”王惠璇谈到。
纵观历史上每一次科技变革，均不是以“取代”的方式结束。相反，我们更加在意关键技术的突破能够产生多大的社会价值。未来，氢能源必然是新能源“家族”中的重要一环，前提是做到高效降本。
发展氢能，既是难题，也是机遇，谁能率先解决产业痛点，谁就能抢先拿到新时代游轮的船票。
*本文未标注图片来源：福纳新材料官网
