深圳新聞網(wǎng)2025年8月27日訊（記者 何亞南）8月26日，廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新型儲(chǔ)能與新能源”領(lǐng)域“分體模塊式海水無淡化直接電解制氫技術(shù)及系統(tǒng)裝備”研發(fā)項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)在深圳大學(xué)舉行。

廣東省科技廳前沿與高新技術(shù)處處長(zhǎng)文曉蕓，廣東省技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究發(fā)展中心主任林雄，深圳大學(xué)校長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士毛軍發(fā)，副校長(zhǎng)周輝，項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)專家組組長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士汪華林，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、中國(guó)工程院院士謝和平，以及來自深圳大學(xué)、四川大學(xué)、東方電氣（福建）創(chuàng)新研究院有限公司及東方電氣（廣州）重型機(jī)器有限公司的課題負(fù)責(zé)人、項(xiàng)目組骨干成員等共40余人參加此次會(huì)議。

面向國(guó)家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃及“雙碳”目標(biāo)，該項(xiàng)目作為廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，將緊密圍繞高效、高兼容性、高穩(wěn)定性的海水直接制氫核心技術(shù)及裝備開展攻關(guān)研究，以“原理研究－材料設(shè)計(jì)－器件研發(fā)－工藝創(chuàng)新－系統(tǒng)研制－應(yīng)用示范”為基本思路，研制攻關(guān)全球首套110 Nm3/h海水無淡化原位直接電解制氫系統(tǒng)裝備，形成從獨(dú)創(chuàng)性原理、顛覆性技術(shù)、國(guó)產(chǎn)化裝備到特色電解制氫工業(yè)模式的全鏈條式海洋綠氫發(fā)展路徑，保持海水無淡化直接制氫技術(shù)的全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，打造具有中國(guó)特色的“海洋綠氫”新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)新賽道。

毛軍發(fā)代表項(xiàng)目牽頭單位表示，深圳大學(xué)將全力保障項(xiàng)目組織實(shí)施并取得突出成果。文曉蕓表示，廣東省科技廳將聯(lián)合項(xiàng)目組共同推進(jìn)本項(xiàng)目高質(zhì)量完成。林雄圍繞重點(diǎn)專項(xiàng)相關(guān)過程管理要求，介紹了專項(xiàng)總體情況、過程管理規(guī)范和流程等，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了項(xiàng)目的管理組織具體落實(shí)到位對(duì)項(xiàng)目開展的深遠(yuǎn)意義，要求各方高度重視，做好統(tǒng)籌協(xié)作，高標(biāo)準(zhǔn)完成項(xiàng)目目標(biāo)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人謝和平院士從項(xiàng)目概要、組織管理、實(shí)施計(jì)劃、成果與考核方式及保障措施等方面對(duì)項(xiàng)目實(shí)施方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹。與會(huì)專家重點(diǎn)圍繞項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)、實(shí)施方案等進(jìn)行了質(zhì)詢，并提出了具體意見建議。專家組通過質(zhì)詢討論形成評(píng)估意見，認(rèn)為項(xiàng)目實(shí)施方案與項(xiàng)目任務(wù)書要求一致，項(xiàng)目階段目標(biāo)和分工明確，技術(shù)路線和計(jì)劃安排基本合理，實(shí)施方案合理可行，一致同意通過項(xiàng)目的實(shí)施方案論證。

“分體模塊式海水無淡化原位直接電解制氫技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目匯聚了優(yōu)秀的科研院校、行業(yè)企業(yè)和國(guó)內(nèi)優(yōu)秀研發(fā)團(tuán)隊(duì)，通過項(xiàng)目實(shí)施，實(shí)現(xiàn)抗海洋不可控波動(dòng)環(huán)境下的規(guī)模化海水無淡化原位直接電解制氫的高效與長(zhǎng)期穩(wěn)定，將有力推進(jìn)我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的全新海水原位直接制氫產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

開創(chuàng)海水原位直接電解制氫全新路徑

海洋是地球上最大的氫礦，向大海要水是未來氫能發(fā)展的重要方向。然而，海水成分非常復(fù)雜（包含92種化學(xué)元素），還含有大量微生物和懸浮顆粒，導(dǎo)致海水制氫技術(shù)面臨有害腐蝕性和毒性、催化劑失活、電解效率低等諸多技術(shù)瓶頸與挑戰(zhàn)。

為此，以海水為原料制氫形成了海水直接制氫和間接制氫兩種不同的技術(shù)路線。其中，海水間接制氫本質(zhì)上是淡水制氫，目前已在國(guó)內(nèi)外（德國(guó)、荷蘭、挪威、日本、英國(guó)、大連等）開展規(guī)模化示范工程項(xiàng)目，如荷蘭PosHYdon海上綠氫試點(diǎn)項(xiàng)目、西門子歌美颯Brand Hydrogen風(fēng)電制氫試點(diǎn)項(xiàng)目、德國(guó)Tractebel Overdick海上風(fēng)電制氫平臺(tái)項(xiàng)目等；2020年以來，我國(guó)也先后開展海水間接制氫項(xiàng)目，如大連潔凈能源集團(tuán)海水制氫產(chǎn)業(yè)一體化示范項(xiàng)目、明陽海洋能源立體化創(chuàng)新開發(fā)示范項(xiàng)目等。但該類技術(shù)嚴(yán)重依賴大規(guī)模淡化設(shè)備，工藝流程復(fù)雜且占用大量土地資源，進(jìn)一步推高了制氫成本與工程建設(shè)難度。自20世紀(jì)70年代初科學(xué)家Williams提出海水直接電解制氫的概念以來，美國(guó)斯坦福大學(xué)、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心、澳大利亞阿德萊德大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等國(guó)內(nèi)外知名研究團(tuán)隊(duì)圍繞催化劑工程、膜材料科學(xué)等進(jìn)行了大量探索研究。但是半個(gè)世紀(jì)以來，一直未有突破性的理論與原理徹底避免海水復(fù)雜組分對(duì)電解制氫體系的影響，成為近半世紀(jì)的世界性難題。

針對(duì)前述挑戰(zhàn)，謝和平院士團(tuán)隊(duì)通過將分子擴(kuò)散、界面相平衡等物理力學(xué)過程與電化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫全新原理與技術(shù)，建立了氣液界面相變自遷移自驅(qū)動(dòng)的海水直接電解制氫理論方法，形成了界面壓力差海水自發(fā)相變傳質(zhì)的力學(xué)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了無額外能耗的電化學(xué)反應(yīng)協(xié)同海水遷移的動(dòng)態(tài)自調(diào)節(jié)穩(wěn)定海水直接電解制氫，徹底隔絕所有海水離子的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了無淡化過程、無副反應(yīng)、無額外能耗的規(guī)?；咝ШＫ恢苯与娊庵茪?，全面解決了多年困擾科技界和產(chǎn)業(yè)界的難題，完美破解了海水電解制氫領(lǐng)域的半世紀(jì)難題，實(shí)現(xiàn)了把取之不盡的海水當(dāng)純水一樣直接用于電解制氫。該原理技術(shù)的發(fā)展將完全顛覆現(xiàn)有消耗純凈水電解制氫模式，迎來海水電解制氫2.0時(shí)代。正如Nature副主編Yohan Dall’Agnese高度評(píng)價(jià)：“很少有論文能夠令人信服地從海水中實(shí)現(xiàn)規(guī)?；€(wěn)定制氫，但該成果恰恰做到了這一點(diǎn)。他們完美地解決了有害腐蝕性這一長(zhǎng)期困擾海水制氫領(lǐng)域的問題，將打開低成本燃料生產(chǎn)的大門，有望推動(dòng)變革走向更可持續(xù)的世界?！?/p>

謝和平院士團(tuán)隊(duì)的相關(guān)成果于2022年11月30日發(fā)表在Nature上（2022, 612(7941): 673-678.是全球海水直接電解制氫的首篇Nature正刊），并入選“2022年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”（科技部高技術(shù)中心評(píng)選）、“2022年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞”（由中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院主辦）、Cell旗下“Innovation Focus 2022全球十大創(chuàng)新焦點(diǎn)”“2022年度中國(guó)海洋與湖沼十大科技進(jìn)展”。

謝和平院士在2022年度“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”發(fā)布會(huì)上領(lǐng)獎(jiǎng)。

打造全球首個(gè)海上風(fēng)電海水無淡化原位直接電解制氫示范工程

2022年12月16日，Nature論文發(fā)表后的僅僅16天，東方電氣便專項(xiàng)投入3000萬元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，并與謝和平院士團(tuán)隊(duì)聯(lián)盟合作，共同推進(jìn)海水無淡化原位直接電解制氫產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用?；谶@一全新原理與技術(shù)，東方電氣集團(tuán)與謝和平院士團(tuán)隊(duì)專門研制了漂浮式海上制氫平臺(tái)（9m×7m×3.5m）以及海上風(fēng)電智慧穩(wěn)定供電系統(tǒng)。自2023年5月17日至26日，該平臺(tái)于福清市興化灣海域?qū)雍Ｉ巷L(fēng)電連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行10天，首次實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)電無淡化海水直接電解制氫的海試成功。同時(shí)，聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)還利用本次海試機(jī)會(huì)，開展了真實(shí)海洋復(fù)雜環(huán)境下的海水直接制氫綜合性能測(cè)評(píng)，相關(guān)成果發(fā)表在Nature Communications（2024, 15(1): 5305）上，為Nature頂刊發(fā)表的前沿成果盡快“走出實(shí)驗(yàn)室、走向產(chǎn)業(yè)化”探索了一條全新路徑。

全球首個(gè)海上風(fēng)電海水無淡化原位直接電解制氫技術(shù)示范工程。

全球首個(gè)“無淡化海水直接制氫規(guī)?；邪l(fā)”陸地試驗(yàn)基地

在福清海試成功基礎(chǔ)上，東方電氣–謝和平院士團(tuán)隊(duì)以“加快放大，先陸后?！毖邪l(fā)策略推進(jìn)整個(gè)海水直接制氫系統(tǒng)研發(fā)和關(guān)鍵設(shè)備部件迭代升級(jí)。2024年7月，團(tuán)隊(duì)打造的10Nm3/h海水無淡化直接制氫系統(tǒng)裝備穩(wěn)定運(yùn)行240小時(shí)，性能得到全面優(yōu)化。2024年12月，東方電氣與謝和平院士團(tuán)隊(duì)又在廣東南沙東方重機(jī)園區(qū)內(nèi)聯(lián)合打造了全球首個(gè)“無淡化海水直接制氫規(guī)?；邪l(fā)”陸地試驗(yàn)基地。

全球首個(gè)“無淡化海水直接制氫規(guī)?；邪l(fā)”陸地試驗(yàn)基地。

（本文由深大供圖）