原创技术！企校联合！东方电气签署海水直接制氢技术合作协议

 

氢风已至，蓄势待发。2022年12月16日，东方电气股份有限公司、东方电气（福建）创新研究院有限公司与四川大学／深圳大学谢和平院士团队在深圳签署“海水无淡化原位直接电解制氢原创技术中试和产业化推广应用”的四方合作协议。中国工程院院士谢和平，东方电气集团党组成员、副总经理张彦军，深圳大学副校长汪永成等出席签约仪式。
 

 

党的二十大报告强调，要以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。近期，谢和平院士团队在海水直接制氢领域取得重大原创突破并在《Nature》上发表了研究论文。该研究首次从物理力学与电化学相结合的全新思路，建立了相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术。东方电气集团将携手深圳大学、四川大学，投入专项研发资金，组建四方合作联盟继续攻关该原创技术的中试和示范、迭代升级和产业化落地。

 

 

 

海水无淡化原位直接电解制氢原创技术有望打破现有电解水制氢必须向系统供给纯水的固有思维，形成从独创性原理、颠覆性技术、国产化装备等特色海水直接电解制氢工业模式的全链条式零碳氢能发展路径。东方电气集团是氢能领域的龙头央企，具有超前战略发展布局、商业模式创新和产业落地能力，此次协同创新，可加快该项科技成果的转化应用。

 

 

氢能是东方电气集团发展清洁能源装备的重要支撑之一。本次联合推动海水无淡化原位制氢技术符合当前国家战略所向和企业发展所需，东方电气集团将大力支持该项技术的创新发展，推动产学研用深度融合，持续完善东方电气集团氢能制储加用产业发展格局，推动实现高水平科技自立自强，为服务“双碳”目标实现贡献“东方”力量。

 

东方电气科技信息部，东方电气（福建）创新研究院有限公司，深圳大学深地科学与绿色能源研究院、四川大学新能源与低碳技术研究院有关负责同志代表四家单位签署协议。

 

绿色零碳氢能是未来能源发展的重要方向。预计到2060年，我国氢气年需求量将达1.3亿吨，届时每年需要消耗约11.7亿吨电解用纯水。然而，淡水资源紧缺将严重制约“绿氢”技术的发展。海洋是地球上最大的氢矿，向大海要水是未来氢能发展的重要方向，但复杂的海水成分（约92种化学元素）导致海水制氢面临诸多难题与挑战。先淡化后制氢是当前最成熟的海水制氢技术路径，但该类技术严重依赖大规模淡化设备，工艺流程复杂且占用大量土地资源，进一步推高了制氢成本与工程建设难度。20世纪70年代初有科学家提出了海水直接电解制氢的构想。

 

近半个世纪以来，国内外知名研究团队通过催化剂工程、膜材料科学等手段进行了大量探索研究，旨在破解海水直接电解制氢面临的析氯副反应、钙镁沉淀、催化剂失活等难题。然而，迄今为止，未有突破性的理论与原理彻底避免海水复杂组分对电解制氢的影响，可规模化的高效稳定海水直接电解制氢原理与技术仍是世界空白。

 

 

谢和平院士提出了从物理力学与电化学相结合的全新思路破解海水直接电解制氢面临的难题与挑战，从而创造性地开创了海水无淡化原位直接电解制氢新原理与技术。通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应巧妙结合，建立了相变迁移驱动的海水直接电解制氢理论模型，揭示了微米级气隙通路下界面压力差对海水自发相变传质的影响机制，形成了电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定电解制氢方法，破解了有害腐蚀性这一困扰海水电解制氢领域的半世纪难题。

 

与此同时，研发团队研制了全球首套400L/h海水原位直接电解制氢技术与装备，在深圳湾海水中连续运行超3200小时，令人信服的从海水中实现了稳定和规模化制氢过程。此外，进一步开发了酸性和碱性固态凝胶电解质，以表明相变迁移策略适配不同电解质材料并有望伴随PEM和AEM电解技术迭代发展。同时，该原理技术可探索推广到多元化水资源（如河水、废水、盐湖等）直接原位制氢，为资源富集浓缩与能源生产提供多效利用新思路。

 

正如《Nature》审稿人对该研究给予的高度评价：“这项工作提供了一种有吸引力的策略，可以将非饮用水用于社会和生态中可持续燃料的生产，我认为这是一个重大突破。”

 

该技术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，有望成为深远海可再生电力大规模开发的破局关键，加速推进形成多能互补的中国原创“海洋绿氢”全球新兴战略产业。