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导语：近日，在福建兴化湾海优势电场，由深圳大学/四川大学谢和平院士团队与中国东方电气集团连合开展的全球初度海优势电无淡化海水原位电解制氢时候获取收效。媒体批驳这次海上中试收效，不仅破解了近半个世纪的寰球性勤恳，更是大开了低老本绿氢坐褥的大门。那么这项时候到底是什么？到底是颠覆如故夸大？

一、这项中国海水制氢时候有望激发能源变革

5月17日至26日在福建兴化湾海优势电场开展海试。这次海试接收了8级大风、1米高海潮、暴雨等顶点环境的教练后，开拓结合踏实运行向上240小时，踏实性深重，制氢纯度达到99.9%—99.99%。

这次海试开拓的复旧时候恰是来自谢和平团队2022年11月30日在《Nature》（当然）国际泰斗学术杂志发表的海水凯旋电解制氢时候收场，且被评为“2022年中国科学十猛发达”之一。

《Nature》评审高度评价中国这项原创时候收场：“很少有论文好像令东说念主战胜地从海水中杀青界限化踏实制氢，但该论文的责任刚巧作念到了这极少。他们完竣地措置了无益腐蚀性这一经久困扰海水制氢界限的问题，将大开低老本燃料坐褥的大门，有望推进变革走向更可握续的寰球！”

“这是咱们迈向全球海水凯旋电解制氢新期间‘三步走’计谋当中的第一步，亦然关节一步。”谢和平院士暗示，接下来的第二步，团队将全力攻关第二代抗海洋环境搅扰的海水凯旋电解制氢中枢时候，迭代发展更高效、更高兼容性、更高踏实性的中枢时候及装备，弥远保握无淡化海水凯旋制氢的旨趣与时候最初优势。

二、氢能环保高效，但为什么难进步？

东说念主类对氢能的愚弄早在1807年便依然开动，二十世纪五十年代，氢能已应用到航天界限。与传统的煤炭、石油等化石能源比拟，氢能清洁高效。

氢气的能量密度是扫数化石燃料中最高的，是汽油的3倍，乙醇的3.9倍，焦炭的4.5倍。每公斤氢点火产生的热能为140.4兆焦耳，最关节的是氢气点火后的产品只须水，不会产生任何阻抑物，对环境和东说念主体齐莫得任何危害，不错说全面碾压化石燃料。

但咫尺氢能坐褥、输送、存储等老本偏高，制约了大范围生意化进步，太贵了以至于各人当今还用不起。

你也许会问当今氢能源汽车莫得大面积进步，哪来的这样多关于氢气的需求呢？咫尺氢能源汽车进步受限，其实并非是燃料电板的时候本人，而是通盘氢能源的链条其实过于复杂，老本居高不下。

氢气不仅不错算作汽车燃料，如故紧迫的工业原料，平凡应用到化工、建筑、电力等多个界限。比如说石油索取、农作物肥料、金属冶真金不怕火，致使咱们时时生计所需的食用油、洗发露、清洁剂等齐需要氢气来作念脂肪氢化，仅仅这些场景偏供应链的上游，各人的不太了解。

制约氢燃料电板全面进步的一个主要原因，是因为氢气的制取时候本人不环保。

面前氢气的制取主若是来自于四个路子：化石燃料制氢、工业副产品制氢、电解水制氢和生物资制氢，其中的化石燃料和工业副产品是最主流的路子，而进一步讲的占据主导地位老本最低的，是通过自然气的重整反应来制取氢气，也即是甲烷重整制氢，这是咫尺最低廉的氢气制取口头，但很明白重整制氢的碳排放是比较大的，不环保，会对环境形成了繁多的阻抑。

即使当今所谓的“绿色”氢气亦然需要通过电解淡水才能制造，耗电多老本十分高。制取一立方米的氢气，大要要耗尽4-5kWh的电量。生意上险些不行取，仅占全球氢气总产量的1%，因此寻找一种可握续、低老本、高遵循的制氢才能，即是当今确当务之急。

三、海洋是最大的“氢矿”，但“挖矿”有难度

地球上有71%的面积呢是被海水隐讳的，海水占地球总水量的97.5%，海洋是最大的“氢矿”，其蕴含的氢能热值是地球化石燃料总量的9000倍，向大海要水成为以前氢能发展的紧迫标的。

想凯旋用海水来制氢齐濒临一个繁多的勤恳，寰球各地的海水因素存在各异，海水至少含有约92种不同的化学元素，如钠、镁、钙、钾、氯等，海水会腐蚀电解槽和催化剂，搅扰海水电解制氢历程，导致催化剂失活、电极腐蚀、隔阂堵塞等问题，致使会带来析氯反应开释有毒的氯气。

要推进电解水制氢的发展必须要给与低价电能缩短历程的能耗，比如说风力发电等。全寰球齐在濒临一个共同的终极问题：电解水制氢离不开淡水或是纯水。

咫尺生意化的电解水制氢齐是依靠淡水来杀青的，而淡水比拟海水诟谇常稀缺的资源。海水要先净化以后，再用得的纯水来作念电解。

咫尺电解水制氢主要有三种时候旅途：碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢、固态氧化物电解水制氢，碱性电解水是最训练最进步的制氢时候，关联词遵循低，能耗高，何况有阻抑。

质子交换模决策也依然生意化，关联词还莫得进步，它的优点的是反映快，遵循高，莫得阻抑。但缺点是电流密度小，电解槽的制形老本比较高。

至于固态氧化物决策，它的优点即是能耗低遵循高，咫尺还处于实验室阶段，存在比如说责任温度需要为止在700-1000摄氏度等问题。这就导致生意化还存在一定难度。是以咫尺主流的电解水制氢时候即是碱性电解水和质子交换膜。

四、中国这项时候是何如摧折瓶颈的？

1）时候旨趣：基于碱性电解水的决策校正

海水凯旋制氢时候是不错带动能源变革的前沿时候，面前海外海水制氢主流时候路子，如故通过反渗入开拓进行淡化处理后再电解制氢，这种工艺复杂且占用大齐的地皮资源。

谢和平院士团队研发的抗海洋环境搅扰的海水凯旋电解制氢中枢时候，提议了一种愚弄多孔隔阂水蒸发电解海水制氢的才能，从根蒂上措置了副反应和腐蚀问题。

字据谢和平团队专利文献的描摹，这项时候的旨趣是基于碱性电解水的决策校正升级，在负极会吸出氧气，在正极会吸出氢气，它中间是一个完整的碱性电解水制氢的一个电解槽，最中枢的部分即是通盘装配的操纵两侧是海水，抽取进来的海水凯旋通过隔阂过滤后，表面上就只须纯水才能干涉到中间的电解槽中。

2）关节时候难点在于何如辞别海水？

按照专利中解说，基本想路是愚弄海水与电解液的界面压力差，使电解液接收掉海水中透过来的水蒸气，隔阂只允许气体通过，而将海水中的一些杂质等摒除在外，这种隔阂的孔径为0.1-100微米之间，被叫作念水汽传质层。

专利描摹电解液给与一定量的硫酸溶液，不错吸汲水分，是以在电解液这一侧硫酸溶液创造了液项吸湿要求，来进一步供水蒸气提供迁徙的能源，这项时候是把物理力学和电化学结合了起来，集成到了一个装配中，杀青了原位海水制氢。

电解水制氢电能耗尽占据老本的80%操纵，如果要让电解水制氢更有竞争力，那么除了要侧目关于纯水的依赖除外，也要缩短制氢历程的总能耗，配套光伏或风力发电是大势所趋。

咫尺无淡化原位凯旋电解制氢和自然气制氢老本比如故有一定差距，原位凯旋电解制氢装备时候咫尺正在徐徐摧折生意化的瓶颈，以前功课场景定位在沿海或近海，愚弄风能或者太阳能产生的电力来为电解槽提供电，而电解槽不错凯旋在海水中践诺电解制氢，通盘历程沿途齐在一个地点完成，不波及电力的辛苦输送和海水的淡化历程。

这项时候除了海水之外，也好像适用于其他非蒸发性液体的辞别处理，举例高浓度的酸、碱和盐溶液，因此也有望应用于工业废水的结合高效再处理。

结语：

这次在我国海优势机平台上模块化装配制氢系统测试收效， 以前可构建与海上可再生能源相结合的一体化原位海水制氢工场，可当场使用自然海水凯旋电解产氢，历程浅易、无阻抑，不占用陆地资源，为海优势电大界限开拓提供新旅途，有望真确将源源束缚的海水资源鼎新为海水‘能源’。

参考文献：

[1]深大第一单元在NATURE发表收场破解海水凯旋电解制氢半世纪勤恳

[2]基于液相吸湿的非纯水溶液电解制氢装配、系统及才能