我國科學家在海水直接制氫領域取得研究新突破

4月9日，四川大學／深圳大學謝和平院士團隊在《自然綜述：清潔技術》發(fā)表海水直接制氫相關研究成果。該研究首次將真實海洋環(huán)境多因素耦合作用納入海水制氫研究體系，系統(tǒng)打通了從微觀反應機制到宏觀工程放大的全鏈條認知，創(chuàng)新性提出海水直接電解制氫規(guī)?；a業(yè)化應用的系統(tǒng)評估框架，為海洋綠氫產業(yè)發(fā)展提供了理論支撐與方向指引。

海水直接制氫是推動能源體系變革的戰(zhàn)略突破口之一。據(jù)中國工程院院士謝和平介紹，自20世紀70年代國際學術界提出海水直接電解制氫構想以來，國際海水直接制氫研究多聚焦于催化劑改性、非對稱電解和膜孔篩分，始終未能徹底解決海水復雜組分引發(fā)的析氯副反應、催化劑失活、系統(tǒng)腐蝕等行業(yè)共性難題。同時，絕大多數(shù)研究缺乏對真實海洋環(huán)境中海水成分波動、風浪擾動、鹽霧腐蝕、可再生能源出力波動等多因素耦合作用的系統(tǒng)認知，導致實驗室成果與工程化應用之間存在巨大鴻溝。

針對上述技術發(fā)展痛點，該研究系統(tǒng)梳理了海水直接電解過程的關鍵微觀機制，明確了復雜離子環(huán)境下析氧／析氯競爭反應、鈣鎂離子沉積、界面?zhèn)髻|變化等對海水直接電解制氫系統(tǒng)的穩(wěn)定性與能量效率影響作用機制；并結合國際主流技術路線，系統(tǒng)分析了不同方案的工程放大適用性與局限性，首次建立了微觀反應機制與宏觀系統(tǒng)運行之間的關聯(lián)認知準則，填補了領域內微觀基礎與工程應用脫節(jié)的研究空白。

該研究首次將研究視角從實驗室理想體系拓展至真實海洋工程場景，構建了涵蓋材料性能、界面過程、裝置結構、海洋環(huán)境因素、可再生能源適配性的全維度系統(tǒng)評估框架，為海水制氫全鏈條技術優(yōu)化、工程化設計與規(guī)?；糯筇峁┝饲逦?、可量化的指導標準。

專家表示，該成果系統(tǒng)梳理了海水直接制氫“微觀機制—系統(tǒng)放大—環(huán)境適應性”的發(fā)展脈絡和理論體系，為推動海水直接制氫技術從實驗室邁向規(guī)?；a業(yè)化應用奠定了理論基礎。（記者詹奕嘉）

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編輯：吳鄭思

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