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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结开展的全球初次海优势电无淡化海水原位电解制氢本事取得告捷。媒体指摘这次海上中试告捷，不仅破解了近半个世纪的天下性费事，更是大开了低老本绿氢分娩的大门。那么这项本事到底是什么？到底是颠覆照旧夸大？

一、这项中国海水制氢本事有望激发能源变革

5月17日至26日在福建兴化湾海优势电场开展海试。这次海试袭取了8级大风、1米高波澜、暴雨等顶点环境的考研后，成立继续平稳运行跨越240小时，平稳性考究，制氢纯度达到99.9%—99.99%。

这次海试成立的扶植本事恰是来自谢和平团队2022年11月30日在《Nature》（当然）国际巨擘学术杂志发表的海水凯旋电解制氢本事后果，且被评为“2022年中国科学十猛推崇”之一。

《Nature》评审高度评价中国这项原创本事后果：“很少有论文大要令东说念主深信地从海水中杀青限度化平稳制氢，但该论文的使命正值作念到了这少量。他们无缺地贬责了无益腐蚀性这一历久困扰海水制氢鸿沟的问题，将大开低老本燃料分娩的大门，有望鼓吹变革走向更可握续的天下！”

以前我养过一只叫小汪的狗，它可爱、乖巧、还会卖萌，但因为一件趣事让我对它有了新的了解。　　一天晚上，爸爸给小汪喂了一些猪肝，因为是第一次吃，它很谨慎。它先用鼻子嗅一嗅猪肝，再用鼻子触一触，发现没问题后用爪子先刨出来一些，然后小口小口地尝了尝，随即眼睛一亮，毫不犹豫地狼吞虎咽起来。　　看到它如此喜欢猪肝，爸爸慷慨地又给它倒了一些，结果倒多了，担心它吃多了半夜上厕所，所以我打算把多出来的猪肝拿去给楼下的流浪猫吃。往常我摸着它让它蹲下，它会善解人意地把头搭在我的肩上，但意想不到的是，当我拿出猪肝准备喂猫时，它毫不客气地把我的手从它背上甩下来，抢先吃了起来，我不甘心地试着夺回猪肝，不想它转过头，眼中露出一道“寒光”。“唉，没辙了。”看着它刚换的牙，我脑子灵光一闪，从一旁的妈妈手里拿了两个月牙形的山药点心，含了一半在嘴里，一半露在外面，然后扶着摇摇欲坠的“大獠牙”向小汪靠近。它开始不安地用前爪刨地，发出低沉的咆哮声。接着变成一副惊恐的表情，满屋子乱跑，早已没了之前的神气。　　至此，我深刻地了解到动物的“护食”本能，而我们人与动物的最大差异之一，就是我们能控制自己的情绪，分析事情原委，作出理性的判断，不乱发脾气。

“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侵扰的海水凯旋电解制氢中枢本事，迭代发展更高效、更高兼容性、更高平稳性的中枢本事及装备，恒久保握无淡化海水凯旋制氢的旨趣与本事最初优势。

二、氢能环保高效，但为什么难升迁？

东说念主类对氢能的行使早在1807年便照旧运行，二十世纪五十年代，氢能已应用到航天鸿沟。与传统的煤炭、石油等化石能源比较，氢能清洁高效。

氢气的能量密度是悉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。每公斤氢放胆产生的热能为140.4兆焦耳，最关节的是氢气放胆后的居品唯有水，不会产生任何欺凌物，对环境和东说念主体都莫得任何危害，不错说全面碾压化石燃料。

但面前氢能分娩、运载、存储等老本偏高，制约了大范围买卖化升迁，太贵了以至于全球当今还用不起。

你也许会问当今氢能源汽车莫得大面积升迁，哪来的这样多关于氢气的需求呢？面前氢能源汽车升迁受限，其实并非是燃料电板的本事自己，而是悉数这个词氢能源的链条其实过于复杂，老本居高不下。

氢气不仅不错看成汽车燃料，照旧蹙迫的工业原料，平日应用到化工、建筑、电力等多个鸿沟。比如说石油索要、农作物肥料、金属冶真金不怕火，致使咱们日常生存所需的食用油、洗发露、清洁剂等都需要氢气来作念脂肪氢化，仅仅这些场景偏供应链的上游，全球的不太了解。

制约氢燃料电板全面升迁的一个主要原因，是因为氢气的制取本事自己不环保。

现时氢气的制取主若是来自于四个道路：化石燃料制氢、工业副居品制氢、电解水制氢和生物资制氢，其中的化石燃料和工业副居品是最主流的道路，欧博体育网址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，这是面前最低廉的氢气制取风景，但很显然重整制氢的碳排放是比较大的，不环保，会对环境变成了刚劲的欺凌。

即使当今所谓的“绿色”氢气亦然需要通过电解淡水才智制造，耗电多老本颠倒高。制取一立方米的氢气，大致要破钞4-5kWh的电量。买卖上险些不成取，仅占全球氢气总产量的1%，因此寻找一种可握续、低老本、高效力的制氢规律，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敝的，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蹙迫标的。

想凯旋用海水来制氢都靠近一个刚劲的费事，天下各地的海水身分存在互异，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，侵扰海水电解制氢经由，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。

要鼓吹电解水制氢的发展必须要聘用低价电能镌汰经由的能耗，比如说风力发电等。全天下都在靠近一个共同的终极问题：电解水制氢离不开淡水或是纯水。

面前买卖化的电解水制氢都是依靠淡水来杀青的，而淡水比较海水长短常稀缺的资源。海水要先净化以后，再用得的纯水来作念电解。

面前电解水制氢主要有三种本事旅途：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，碱性电解水是最老到最升迁的制氢本事，然则效力低，能耗高，况兼有欺凌。

质子交换模决议也照旧买卖化，然则还莫得升迁，它的优点的是反应快，效力高，莫得欺凌。但纰谬是电流密度小，电解槽的制变老本比较高。

至于固态氧化物决议，它的优点即是能耗低效力高，面前还处于实验室阶段，存在比如说使命温度需要甩手在700-1000摄氏度等问题。这就导致买卖化还存在一定难度。是以面前主流的电解水制氢本事即是碱性电解水和质子交换膜。

四、中国这项本事是怎么芜乱瓶颈的？

1）本事旨趣：基于碱性电解水的决议矫正

海水凯旋制氢本事是不错带动能源变革的前沿本事，现时国际海水制氢主流本事道路，照旧通过反浸透成立进行淡化处理后再电解制氢，这种工艺复杂且占用多量的地皮资源。

谢和平院士团队研发的抗海洋环境侵扰的海水凯旋电解制氢中枢本事，建议了一种行使多孔隔阂水蒸发电解海水制氢的规律，从根柢上贬责了副反应和腐蚀问题。

把柄谢和平团队专利文献的形色，这项本事的旨趣是基于碱性电解水的决议矫正升级，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，最中枢的部分即是悉数这个词装配的掌握两侧是海水，抽取进来的海水凯旋通过隔阂过滤后，表面上就唯有纯水才智插足到中间的电解槽中。

2）关节本事难点在于怎么分歧海水？

按照专利中解说，基本念念路是行使海水与电解液的界面压力差，使电解液领受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甩掉在外，这种隔阂的孔径为0.1-100微米之间，被叫作念水汽传质层。

专利形色电解液聘用一定量的硫酸溶液，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移动的能源，这项本事是把物理力学和电化学趋奉了起来，集成到了一个装配中，杀青了原位海水制氢。

电解水制氢电能破钞占据老本的80%掌握，如果要让电解水制氢更有竞争力，那么除了要逃匿关于纯水的依赖除外，也要镌汰制氢经由的总能耗，配套光伏或风力发电是大势所趋。

面前无淡化原位凯旋电解制氢和自然气制氢老本比照旧有一定差距，原位凯旋电解制氢装备本事面前正在镇定芜乱买卖化的瓶颈，以前功课场景定位在沿海或近海，行使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现实电解制氢，悉数这个词经由一皆都在一个所在完成，不触及电力的费力运输和海水的淡化经由。

这项本事除了海水之外，也大要适用于其他非蒸发性液体的分歧处理，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继续高效再处理。

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告捷， 以前可构建与海上可再生能源相趋奉的一体化原位海水制氢工场，可速即使用自然海水凯旋电解产氢，经由肤浅、无欺凌，不占用陆地资源，为海优势电大限度开导提供新旅途，有望信得过将无穷无限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发表后果破解海水凯旋电解制氢半世纪费事

[2]基于液相吸湿的非纯水溶液电解制氢装配、系统及规律