6月21日，中國(guó)工程院院士、深圳大學(xué)深地科學(xué)與綠色能源研究院院長(zhǎng)謝和平團(tuán)隊(duì)在《自然—通訊》發(fā)表最新研究。他們圍繞真實(shí)大海中實(shí)現(xiàn)海水直接制氫面臨的海水多場(chǎng)耦合復(fù)雜工況帶來(lái)的波動(dòng)性等難題，提出了抵抗真實(shí)大海不可控海洋波動(dòng)環(huán)境的海水直接制氫新路徑與技術(shù)。

通過(guò)研究不同海水組分濃度變化導(dǎo)致的界面蒸氣壓差差異，團(tuán)隊(duì)闡明了濃度動(dòng)態(tài)變化下相變遷移過(guò)程的自調(diào)控自適應(yīng)機(jī)制，揭示在不同海浪波形、波高、波寬條件下相變遷移過(guò)程規(guī)律與影響機(jī)制，表明在海浪一定程度沖擊下，有利于防止界面濃度極化，從而提升相變傳質(zhì)效果。

研究人員建立了真實(shí)海浪波動(dòng)下的相變遷移海水制氫理論模型，在實(shí)驗(yàn)室模擬海洋環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了500小時(shí)以上的穩(wěn)定性，未發(fā)生催化劑腐蝕、毒性和腐蝕性，充分驗(yàn)證了電解系統(tǒng)、防水透氣層等核心關(guān)鍵部件在復(fù)雜環(huán)境下的耐受性與抵御能力，為在真實(shí)大海不可控波動(dòng)環(huán)境下規(guī)模化海水直接電解制氫提供理論指導(dǎo)，并奠定產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基礎(chǔ)。

為驗(yàn)證相變遷移海水制氫技術(shù)在真實(shí)大海中的可行性，研發(fā)團(tuán)隊(duì)與東方電氣集團(tuán)聯(lián)合設(shè)計(jì)研制了1.2 標(biāo)準(zhǔn)立方米每小時(shí)的海上可再生能源海水無(wú)淡化原位直接電解制氫漂浮平臺(tái)，在福建省興化灣3到8級(jí)大風(fēng)、0.3到0.9米海浪干擾下，與海上風(fēng)電直接對(duì)接，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行10天，海水雜質(zhì)離子阻隔率達(dá)99.99%以上，制氫純度達(dá)到99.9%至99.99%，構(gòu)建了與再生能源相結(jié)合的一體化海水直接制氫模式，有望打造全球海上可再生能源直接海水制氫新賽道。

此前，謝和平團(tuán)隊(duì)在《自然》提出了海水原位直接電解制氫原理與技術(shù)，自主研制了每小時(shí)386 升氫氣的原理樣機(jī)，在海水中穩(wěn)定制氫超3200小時(shí)，實(shí)現(xiàn)了把海水當(dāng)純水一樣直接用于電解制氫。基于此，東方電氣集團(tuán)與謝和平團(tuán)隊(duì)研制了漂浮式海上制氫平臺(tái)以及海上風(fēng)電智慧穩(wěn)定供電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)電可再生能源和海水直接制氫的一體化技術(shù)。

該研究推動(dòng)了海水無(wú)淡化原位直接電解制氫全新原理技術(shù)在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，構(gòu)建“海上風(fēng)電等可再生能源利用-海水資源利用-氫能生產(chǎn)”為一體的全新海洋綠氫產(chǎn)業(yè)體系，有望形成無(wú)淡化、無(wú)額外催化劑工程、無(wú)海水輸運(yùn)、無(wú)污染處理的無(wú)額外能耗原位海水直接電解制氫全新模式，將“海水資源”轉(zhuǎn)化為“海水能源”。