我国海水制氢技术获双重突破 向大海要能源加速“绿氢”降本

　　我国科研人员近期在海水直接电解制氢领域取得两项重要突破，分别来自海南大学与中国科学院宁波材料技术与工程研究所的合作，以及崂山实验室、中广核集团等的联合研发。

　　北京时间12月12日，国际学术期刊《自然·通讯》发表了一项由海南大学联合中国科学院宁波材料技术与工程研究所完成的研究成果。

　　他们成功突破了直接电解天然海水制氢提镁技术，实现了氢气和氢氧化镁的联产，有望大幅降低“绿氢”的生产成本。

　　海水是理想的制氢原料，但长期以来，海水中的钙镁沉积易堵塞电极、高浓度氯离子腐蚀电解设备和催化材料，被视为海水制氢的“致命伤”。

　　针对电解水制氢成本高的挑战，科研人员研制了一种像 “不粘锅”的新型电极。通过在铂电极表面添加碘离子，利用静电排斥力，使电解海水析氢反应中生成的氢氧化镁远离电极表面并沉淀到溶液里。

　　这种方法有效防止了电极表面结垢，解决了海水电解过程中电极快速失效的难题。

　　据海南大学海洋清洁能源创新团队负责人田新龙介绍，该技术在常温下即可进行，能够实现高纯度氢气和氢氧化镁的联产，且成本比传统高能耗工艺低。

　　试验数据显示，产生1公斤氢气的同时，可提取约15公斤高纯度氢氧化镁，而氢氧化镁的价值可基本抵消制氢成本。这一“一电两用、一水双收”的创新模式，使资源利用效率显著提高。

　　目前，科研团队开发的海水制氢提镁工程样机，已在天然海水中稳定运行超过5000小时，显示出良好的技术可行性和稳定性。

　　这一突破性技术有望助力实现“绿氢”的低价量产，为清洁能源发展提供新的技术路径。

　　在海水制氢技术的另一条研发路径上，我国科研人员也取得了重要进展。

　　12月6日，由崂山实验室联合中国广核集团有限公司、山东师范大学、日照市岚山区人民政府协同推进的首台套110千瓦级热耦合海水直接电解制氢系统装置通过了专家组评审。

　　该装置已实现超过500小时的连续稳定运行，标志着我国在海水直接电解制氢领域取得了从实验室迈向工程化应用的关键突破。

　　这套热耦合海水直接电解制氢系统装置的核心突破是解决了海水电解过程中钙镁沉积、氯离子腐蚀、寿命短等核心技术瓶颈，并通过低品位废热高效利用降低设备成本与能耗。

　　装置无须依赖北方沿海地区宝贵的淡水资源，而是将日照周边钢铁、石化等企业排放的低品位余热注入海水，便能高效、稳定地转化为高纯度氢气。

　　“这不仅仅是产出一罐氢气，更是打通了一条‘向大海要能源’的全新路径。”崂山实验室高级工程师秦建光表示。

　　该项目成功将临港工业余热“变废为宝”，为沿海地区构建 “就地捕集余热、就地获取海水、就地生产绿氢” 的分布式能源网络提供了坚实的技术装备支撑。

　　据测算，该装置每小时可产出22标准立方米的高纯度氢气，氢气纯度不低于99.999%；每年可处理海水约800吨，年产高纯氢气达19.2万标准立方米；同时联产高品质淡水450吨，副产350吨高附加值浓海水。

　　科研人员表示，这项突破性技术有望助力实现“绿氢”的低价量产。

　　研究团队负责人、中国科学院院士唐波透露，接下来团队将依托临港产业多元化应用场景，持续深化技术迭代、系统优化与放大，加快该套装备规模化、工程化和系统智能化应用。

　　“500小时不是终点，而是起点。”唐波表示。这两项并行发展的技术突破，共同为我国向大海要能源、加速“绿氢”降本提供了坚实的技术支撑。