深圳新聞網(wǎng)2025年8月27日訊（記者 何亞南）8月26日，廣東省重點研發(fā)計劃“新型儲能與新能源”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)項目啟動會在深圳大學(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、中國科學(xué)院院士毛軍發(fā)，副校長周輝，項目啟動會專家組組長、中國工程院院士汪華林，項目負(fù)責(zé)人、中國工程院院士謝和平，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、項目組骨干成員等共40余人參加此次會議。

面向國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃及“雙碳”目標(biāo)，該項目作為廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃項目，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－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，形成從獨創(chuàng)性原理、顛覆性技術(shù)、國產(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，打造具有中國特色的“海洋綠氫”新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)新賽道。

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

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

“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”項目匯聚了優(yōu)秀的科研院校、行業(yè)企業(yè)和國內(nèi)優(yōu)秀研發(fā)團(tuán)隊，通過項目實施，實現(xiàn)抗海洋不可控波動環(huán)境下的規(guī)?；Ｋ疅o淡化原位直接電解制氫的高效與長期穩(wěn)定，將有力推進(jìn)我國獨創(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，目前已在國內(nèi)外（德國、荷蘭、挪威、日本、英國、大連等）開展規(guī)?；痉豆こ添椖浚绾商mPosHYdon海上綠氫試點項目、西門子歌美颯Brand Hydrogen風(fēng)電制氫試點項目、德國Tractebel Overdick海上風(fēng)電制氫平臺項目等；2020年以來，我國也先后開展海水間接制氫項目，如大連潔凈能源集團(tuán)海水制氫產(chǎn)業(yè)一體化示范項目、明陽海洋能源立體化創(chuàng)新開發(fā)示范項目等。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，美國斯坦福大學(xué)、法國國家科學(xué)研究中心、澳大利亞阿德萊德大學(xué)、中國科學(xué)院等國內(nèi)外知名研究團(tuán)隊圍繞催化劑工程、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)雜組分對電解制氫體系的影響，成為近半世紀(jì)的世界性難題。

針對前述挑戰(zhàn)，謝和平院士團(tuán)隊通過將分子擴(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)動機(jī)制，實現(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實現(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時代。正如Nature副主編Yohan Dall’Agnese高度評價：“很少有論文能夠令人信服地從海水中實現(xiàn)規(guī)?；€(wěn)定制氫，但該成果恰恰做到了這一點。他們完美地解決了有害腐蝕性這一長期困擾海水制氫領(lǐng)域的問題，將打開低成本燃料生產(chǎn)的大門，有望推動變革走向更可持續(xù)的世界?！?/p>

謝和平院士團(tuán)隊的相關(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年度中國科學(xué)十大進(jìn)展”（科技部高技術(shù)中心評選）、“2022年中國十大科技進(jìn)展新聞”（由中國科學(xué)院、中國工程院主辦）、Cell旗下“Innovation Focus 2022全球十大創(chuàng)新焦點”“2022年度中國海洋與湖沼十大科技進(jìn)展”。

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

打造全球首個海上風(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，東方電氣便專項投入3000萬元研發(fā)經(jīng)費(fèi)，并與謝和平院士團(tuán)隊聯(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)隊專門研制了漂浮式海上制氫平臺（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，聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊還利用本次海試機(jī)會，開展了真實海洋復(fù)雜環(huán)境下的海水直接制氫綜合性能測評，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“走出實驗室、走向產(chǎn)業(yè)化”探索了一條全新路徑。

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

在福清海試成功基礎(chǔ)上，東方電氣–謝和平院士團(tuán)隊以“加快放大，先陸后?！毖邪l(fā)策略推進(jìn)整個海水直接制氫系統(tǒng)研發(fā)和關(guān)鍵設(shè)備部件迭代升級。2024年7月，團(tuán)隊打造的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，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“無淡化海水直接制氫規(guī)?；邪l(fā)”陸地試驗基地。

全球首個“無淡化海水直接制氫規(guī)模化研發(fā)”陸地試驗基地。

（本文由深大供圖）