淨零新創焦點:怎麼安全儲存、怎麼便宜運,英國Kubagen與美國Verne的關鍵突破,兩家新創把氫經濟拉近現實

 產業領域【氫】【氫氣儲存】新創亮點報導

專利資料庫:運用Derwent Innovation 調查五大專利局的專利情報

1.      英國Kubagen成立於2019-2021年,專注於先進「氫能儲存材料」與能源儲存系統的開發。於2019年蘭卡斯特大學David Antonelli教授的團隊發表「氫化錳」製成新儲氫材料KHS-1,該技術突破傳統氫能儲存的瓶頸;利用一種稱為Kubas鍵結的化學互動,使氫分子(H)在接近金屬中心時形成弱鍵結,而非完全分解成原子氫。使氫氣儲存可以在較低壓力與常溫條件下儲存大量氫氣。特別是能在氫吸附過程中吸收熱能,避免壓力急劇上升,從而提高使用安全性並降低系統整體成本。

2.      美國Verne成立於2020年前後,專注於低溫壓縮氫(cryo-compressed hydrogen, CcH)儲存與加注技術, 該公司在2024年獲得美國陸軍的研發資助,進行CcH技術概念驗證與軍用車輛應用評估。隔年2025Verne宣布投資450萬美元,建置高密度氫氣儲存罐與相關儲運容器的製造工廠,這標誌著CcH 技術已從示範階段邁向商業量產應用階段

 

 


 

【氫儲存材料、Kubas鍵結、焓彈簧】

Kubagen成立於2019-2021年,總部位於英國,是一家專注於先進「氫能儲存材料」與能源儲存系統開發的新創公司。該團隊核心技術源自大學研究成果,在2019年發表一種氫化錳製成的新儲氫材料 Kubas Hydrogen SpongeKHS-1,該技術突破傳統氫能儲存的瓶頸,具有高能量密度、低成本、室溫及中等壓力條件下安全儲存氫氣的材料技術(2019/5/15 dronebelow),在氫動力汽車、無人機和機器人領域展現巨大潛力。

KHS-1材料利用一種稱為Kubas鍵結的化學互動,使氫分子(H)在接近金屬中心時形成弱鍵結,而非完全分解成原子氫。這種機制的特點如下:氫分子不需斷裂其化學鍵就能與材料結合;可在較低壓力與常溫條件下有效吸附氫氣;不需極端高壓(例如傳統 700 bar 高壓桶)或極低溫液氫儲存方式。儲氫密度方面,理論能達到相當於傳統700 bar儲氫系統約 4 倍的體積密度;同時成本約為傳統系統的五分之一。此外,KHS-1 具備材料內的「焓彈簧」(enthalpy spring)機制,能在氫吸附過程中吸收熱能,避免壓力急劇上升,這對於降低熱管理系統需求、提高安全性尤為關鍵。這意味著材料能在更溫和的操作環境下儲存大量氫氣,提高使用安全性並降低系統整體成本,具潛力應用於電動車、重型運輸、無網電源系統等領域。

Kubagen


Kubagen20221月與一家跨國公司簽署合作協議,共同推動KHS-1氫儲存材料的商業化示範裝置,規劃於2024年完成商業化示範推進。合作仍在進行中,至今官方未公開合作夥伴名稱與具體合作細節(Kubagen官網),目標是在運輸及儲能等應用場景的商業化落地。

新創公司

CPC分類號

技術焦點

Kubagen

B01J20/02

固體吸附劑組合物或助濾劑組合物

C01B6/02

過渡元素的氫化物;及其加成配合物

H01M8/04216

反應物儲存和供應,例如進料裝置、管道,其特徵在於選用特定材料,例如碳、氫化物、吸收劑。

Y02E60/32

氫氣儲存

高影響力專利

DWPI標題 (法律狀態)

US20230002226A1

製備氫氣儲存材料前驅體的過程,涉及使一種錳化合物產生沉澱;該化合物具有一個或多個取代或未取代的烷基(Alkyl groups)、取代或未取代的芳基(Aryl groups),或是兩者的組合。

專利家族CNINCAKRJPEP(預計到期日 2040-09-15)存活;US 失效

公司相關報導:目前關於Kubagen的公開資訊與媒體報導數量有限。

 


 

【卡車型加氫站、CcH車載系統

Verne成立於2020年前後,總部位於美國,專注於高密度「冷壓縮氫」(cryo-compressed hydrogen, CcH)儲存與加注技術,用於重型運輸與工業電力等去碳化應用的新創公司。公司目標是解決氫能經濟中「長距離、大規模氫氣運輸成本過高」的瓶頸,藉由大幅提升氫氣的體積能量密度與儲運效率,降低零碳燃料在公路運輸、軍事與離網供電場景中的成本。

Verne成立背景源於全球能源轉型與淨零政策推動下,重型卡車、工業物流與能源密集產業對低碳燃料的迫切需求。技術方面Verne聚焦於液態氫CcH高密度儲運技術,透過低溫液化與高效率儲槽設計,大幅提升單位運輸載具可承載的氫能量密度;其密度達到約73 g/L,比液態氫(LH)高33%、比現有700 bar高壓氫氣高87%。相較高壓氣態氫方案,液態氫可顯著降低單位公斤氫氣的長距離運輸成本,並提升跨區域供應的可行性。在業務擴展上Verne以重型卡車與氫能物流運輸為主要切入市場,開發可搭載液態氫儲槽的運輸平台,服務對象包括氫氣生產商、工業用氫終端與未來的氫能加氫站網絡。早期聚焦於Class 8重型卡車的氫儲存系統,與車廠和系統整合商合作在車輛上實際展示CcH 儲氫技術。後來應用擴展到更廣泛的重型部門,包括機場與航空、港口設備與礦用車輛,以及氫氣運輸拖車等。Verne與多家產業夥伴合作推動其技術商業化,例如與 Cryostar 共同開發可同時為傳統壓縮氫與 CcH 補給的「未來相容」加氫站設備,目標達到高流量(約10 kg/min)加注。


Verne

 

新創公司

CPC分類號

技術焦點

Verne

F17C 5/04

用於在壓力下向容器中填充液化、固態或壓縮氣體的方法或裝置

F17C 1/12

設有隔熱層的壓力容器

Y02E60/32

氫氣儲存

高影響力專利

DWPI標題 (法律狀態)

WO2024020003A1

適用於貨車等載具之多儲槽式低溫壓縮氫氣車載儲存系統,其具有用於儲存低溫壓縮氫氣的儲槽,且該儲槽被封裝在絕熱支撐層內。

專利家族WO(預計到期日 2042-07-18)狀態尚不明確

WO2023034953A2

一種用於氫氣壓力容器的裝置,具有一嵌件(Insert),該嵌件配置僅需通過單一焊縫即可與壓力容器耦合,從而製造出密封的內壓力容器。

專利家族USEP(預計到期日 2041-09-03)存活

WO2023183946A2

一種低溫壓縮氫氣儲存利用系統,具備一個包含特定幾何形狀內襯的內壓力容器、位於內壓力容器外的絕熱層,以及位於內壓力容器與外壁之間的支撐結構。

專利家族USEP(預計到期日 2042-03-25)存活

US20250341286A1

一種用於重型交通運輸的低溫壓縮氫氣級聯(Cascade)加注系統。其氫氣加注機包含一組流體連接裝置,可選擇性地與多個低溫緩衝儲槽耦合;而接收槽則包含第一入口與第二出口。

專利家族US(預計到期日 2045-05-01)存活

公司相關報導:

Ø  Verne20245月獲得 美國陸軍能源需求降低與清潔能源科技 SBIRSmall Business Innovation Research)計畫的資金支持,與美國陸軍地面車輛系統中心(U.S. Army Ground Vehicle System Center)及車輛製造商合作,探討冷凍壓縮氫氣(CcH)在美軍中型與重型車輛上的應用,探討 CcH 能否提升作戰車隊能源供給的韌性並減少對燃料補給鏈的依賴。(2024/05/30 h2-tech

Ø  Verne2025年宣布於美國賓夕法尼亞州建立其第一座製造設施,總投資約450萬美元,生產高密度氫氣儲存罐與相關儲運容器,這標誌著Verne從技術研發與示範階段邁向商業量產的重要里程碑。透過基地與與各州、研究機構合作,Verne逐步從研發與示範階段走向商業部署,瞄準重型運輸與工業用能的脫碳需求。(2025/07/10 wvia

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