从业履历铸就创业基石
在氢燃料电池的激烈竞争赛道上，有一个人，先后在现代汽车、一汽任职，如今成功创办了 Hydrogen Butterfly——一家专注于航空用燃料电池系统研发的公司。
他就是赵日熙，拥有延世大学化学工程硕士学位，2000 年加入现代汽车公司。在现代汽车近 19 年的职业生涯中，参与了与 UTC Fuel Cell 合作开发燃料电池汽车的项目。
此后，他主导开发了现代汽车首个常压燃料电池驾驶方案。不仅如此，他还积极参与到加压燃料电池试验台、膜电极（MEA）本土化试验设备、标准电池以及电化学分析方法的开发工作中，在技术研发的各个环节积累了丰富经验。
尤为引人注目的是，他以项目经理（PM）的身份深度参与了现代汽车第二款量产车型 Nexo 的第四代燃料电池系统的开发，从而全面掌握了燃料电池系统开发的全流程。
2018年3月，他做出了一个重要决定，离开现代汽车，加入中国三大汽车公司之一的一汽担任高管，负责与零部件公司建立网络。亲身体验过中国氢动力汽车市场的他表示："从规模上看，中国市场远超韩国市场，竞争企业多，价格也比韩国便宜很多。"
三年后，他回到韩国。他决心基于自己 28 年来对燃料电池技术的深厚积累，实现一个全新的梦想。于是，Hydrogen Butterfly 在 2023年6月应运而生。
创新产品剑指航空领域
他将公司的发展方向明确为将燃料电池应用于城市空中交通（UAM）领域，致力于开发航空旋转燃料电池系统。
目前，该公司正在全力开发一套 2kW 的燃料电池系统。在技术研发方面出了不少成果，已拥有多种采用开放式阴极和封闭式阴极方式，以及风冷和水冷方式的燃料电池产品专利。
在竞争激烈的无人机燃料电池电源组市场，Hydrogen Butterfly 作为后来者，面临着诸多挑战。
英国的 Intelligent Energy、新加坡的 Spectronik 以及韩国本土的斗山移动创新（DMI）等公司已在市场中占据一定份额。
他认为自身公司在燃料电池组重量、性能和价格方面建立绝对优势是关键。公司计划以比其他公司便宜 30%-50% 的价格提供轻量化产品。
Hydrogen Butterfly 已与军用无人机系统（UAS）应用公司 Ninano 以及生产空中喷洒无人机和多旋翼直升机的韩国直升机公司签署了采购合同。
氢燃料电池无人机相比传统无人机，在飞行时间方面具有显著优势。使用液态氢代替气态氢，可大幅增加飞行时长。而如果向燃料电池供给氧气而非空气，输出功率将得到大幅提升。
公司的核心研发方向 ——"飞机旋转式燃料电池系统" 极具创新性。如果将燃料电池组安装在带螺旋桨的转子上，利用离心力可有效去除电池组中的水分，同时旋转产生的气流能用于冷却，省去冷却系统，减少外围设备，减轻重量，简化设备和系统结构。
这一创新理念不仅适用于螺旋桨驱动的传统飞机，还可应用于多旋翼式 eVTOL（电动垂直起降飞机），通过将叶片形状的叠层固定到旋转螺旋桨的旋转体上来供给气体（氢气、氧气）。
虽然添加氧气提高电堆输出功率的方法并非 Hydrogen Butterfly 首创，ZeroAvia 和贝尔直升机公司也拥有相关专利，但 Hydrogen Butterfly 正在申请的全球专利技术与之不同，其目标是开发相当于高空和中空无人机 "半 AIP 动力组" 的燃料电池系统。
在研发实践过程中，Hydrogen Butterfly 在城南知识中心设立了专业实验室。实验室配备了先进的燃料电池生产设备和评估场地，持续对无人机的 2-10kW 系统进行测试。
通过 "堆栈测试程序"，公司能够全面评估燃料电池，开发实现最佳性能的控制技术，并对组件进行评估以改进不足之处。在 2kW 堆栈的开发过程中，团队采用先制作短叠堆进行评估的策略。最初用三块电池进行评估时，性能超出预期，最终确定只叠堆 15 块电池。
与市面上 2kW 的无人机叠堆相比，Hydrogen Butterfly 的产品在尺寸和重量上具有明显优势。通过用氧气代替空气进行测试，发现氧气和空气的性能差异约为两倍，这一数据为产品的优化升级提供了重要依据。
氢燃料电池的稳定运行离不开良好的水和热管理。氢气和氧气化学反应产生的水若不及时除去，会对电池性能、效率、稳定性和耐久性产生不利影响。飞机旋转燃料电池系统的离心力可有效解决除水问题，有助于设计更轻巧的系统。
在硬件技术开发方面，改进隔板设计以提高燃料电池性能、降低材料成本至关重要，同时要实现轻量化、低成本和高输出的目标。在冷却方式选择上，该公司倾向于空气冷却，因为水冷需要添加更多零件，使设备变重且控制更复杂。
但空气冷却在产量增加方面存在限制，一般理论认为 5kW 以上装置宜采用水冷。
目前公司正研究以 5kW 级电池组为单位模块向高输出化发展，同时考虑到高海拔地区空气寒冷，风冷可能达到良好冷却效果，但这还需随着转子和带有反应气体供应部分的电堆开发完成以及实际测试进行验证。
技术突破与市场挑战并行
放眼全球，他认为 Hydrogen Butterfly 走在一条挑战和希望并存的道路。
以 Eviation 公司研发的全球首架 9 座电力推进飞机 Alice 为例，其飞行距离仅 463 公里，飞机总重量超 8 吨，其中电池重达 3.5 吨。
他表示："如果用 H2B 的燃料电池组替换它，在相同重量下续航里程可增加到 6000 公里。" 这一对比凸显了氢燃料电池在航空领域的巨大潜力。
为实现这一目标，Hydrogen Butterfly 必须确保旋转燃料电池系统技术，并建立使用液氢和液氧的燃料供应系统，尽管前路漫长，但并非遥不可及。随着氢能产业价值链的不断增长，基础设施有望逐步完善。
当前，国防无人机市场因乌克兰与俄罗斯的战争备受关注，美国人工智能无人机开发商安杜里尔工业公司便是其中代表。
将燃料电池融入无人机电动化技术具有可行性，安杜里尔公司的成功也证明了该领域的潜力。其公司价值高达 40 万亿韩元，被美国国防部选中为第六代战斗机项目开发无人原型机，还赢得了向英国供应用于乌克兰的攻击无人机的合同，埃隆・马斯克也曾表示用无人机取代载人战斗机是美国国防部的首要任务。
Hydrogen Butterfly 的旋转燃料电池系统设想需经过技术开发和验证过程，如同氢动力船舶面临体制改进和认证等挑战一样，它也需克服法规限制等难题。或许未来该技术会先在海外，如美国得到突破和应用。
正如赵日熙所说："技术发展是一系列挑战。你不能满足或自满。你可以说你一直在克服这些困难。" 这正是他在多年氢动力汽车研发过程中积累的深刻经验。
Hydrogen Butterfly 计划今年通过无人机演示 2-10kW 的燃料电池系统来推动销售，并在 2027 年之前完成旋转燃料电池系统的开发。
他认为，无人机、无人驾驶飞机、城市空中交通（UAM）、飞机的市场发展趋势已清晰可见。船舶领域也已形成庞大的市场。当体现新理念的创新产品问世时，市场将积极响应。
（本文部分内容引用自 h2news 和 Hydrogen Butterfly）