海水直接电解制氢敲开低成本绿氢产业之门

• 2023-06-09 12:56:23 来源：科普时报

科普时报记者 翟玉梅

近日，在福建兴化湾海上风电场，由东方电气集团与深圳大学/四川大学谢和平院士团队联合开展的全球首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术海上中试获得成功。中国工程院专家组认为，海水无淡化原位直接电解制氢装备设计合理、运行稳定，验证了由中国科学家原创的海水无淡化原位直接电解制氢原理与技术在真实海洋环境下的可行性和实用性，并实现了海上风电可再生能源与海水直接制氢的一体化技术体系。

(资料图片)

此次海试成功，不仅破解了近半个世纪的世界性难题，更是打开了低成本绿氢生产的大门。

成功破解世界难题

“经过事先考察，我们选定5月17日至26日在福建兴化湾海上风电场开展海试。此次海试经受了8级大风、1米高海浪、暴雨等极端环境的考验后，设备连续稳定运行超过240小时，稳定性良好，制氢纯度达到99.9%—99.99%。”谢和平告诉科普时报记者，此次海试设备的支撑技术正是来自团队2022年11月30日在《自然》杂志发表的海水直接电解制氢原创技术成果，且被评为“2022年中国科学十大进展”之一。

海水占地球总水量的97.5%，向大海要水是未来氢能发展的重要方向。谢和平介绍，当前国外海水制氢主流技术路线，还是通过反渗透设备进行淡化处理后再电解制氢，这种工艺复杂且占用大量的土地资源。“此次在海上风机平台上模块化装配制氢系统，可就地使用天然海水直接电解产氢，过程简单、无污染，不占用陆地资源，为海上风电大规模开发提供新路径，有望真正将取之不尽的海水资源转变为海水‘能源’。”

谢和平表示，利用此次海试对真实海洋复杂环境下的海水直接制氢综合性能进行测评，可以对比与实验室制氢效果的关键差异，分析海上可再生能源电力驱动下对电解制氢与相变迁移过程稳态平衡的影响，以及对电解设备核心材料及部件综合性能的影响。示范验证数据的采集，可为后续规模化开发提供基础。

探索成果转化路径

“目前我们已探索出一条全新路径，前沿成果不能束之高阁，关键在于成果转化。在成果发表半个月后，我们就与东方电气集团签署协议，合作进行成果应用场景开拓事宜。”谢和平说，半年时间，团队就实现了前沿成果到工程试验的中国速度，走出实验室，走向产业化。

“这是我们迈向全球海水直接电解制氢新时代‘三步走’策略当中的第一步，也是关键一步。”谢和平表示，接下来的第二步，团队将全力攻关第二代抗海洋环境干扰的海水直接电解制氢核心技术，迭代发展更高效、更高兼容性、更高稳定性的核心技术及装备，始终保持无淡化海水直接制氢的原理与技术领先优势。

随着我国可再生能源逐步走向深远海，风电大规模并网消纳难、远距离运输成本高等难题摆在面前。谢和平认为，通过制氢装备迭代，未来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厂，加速推进形成多能互补的中国原创“海洋绿氢”新兴战略产业。这也正是第三步要做的，面向全球企业建立产业化联盟来全面推进产业化，提供碳中和路径下的中国方案、中国智慧、中国标准。

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