IT之家 6 月 22 日消息，向大海要水來制氫是未來發(fā)展的重要方向，目前最常用的方式為先淡化預(yù)處理后制氫，但這類技術(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。
因此，自上世紀(jì) 70 年代初以來就一直有科學(xué)家提出，海水可否直接電解制氫呢？然而，迄今為止，未有突破性的理論與原理徹底避免海水復(fù)雜組分對電解槽制氫的影響，可規(guī)模化的高效穩(wěn)定海水直接電解制氫原理與技術(shù)仍是世界空白！
現(xiàn)在，中國工程院院士、深圳大學(xué)教授謝和平團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電可再生能源和海水直接電解制氫一體化，并在大海中利用海上風(fēng)電驅(qū)動海水制氫。
據(jù)介紹，謝和平院士團(tuán)隊(duì)自主研制的 386 L / h H2 原理樣機(jī)在深圳灣海水中穩(wěn)定制氫超 3200 小時(shí)，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。
基于這一全新原理與技術(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（9×7×3.5m）以及海上風(fēng)電智慧穩(wěn)定供電系統(tǒng)，首次實(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)，在真實(shí)大海中利用海上風(fēng)電驅(qū)動海水制氫，驗(yàn)證了自主研發(fā)的全球首套海水直接制氫裝備的可靠性與并聯(lián)式運(yùn)行的可行性，在 3-8 級海風(fēng)、0.3-0.9m 浪高的真實(shí)大海環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行 10 天。
相關(guān)研究成果已于 6 月 21 日以“In-situ direct seawater electrolysis using floating platform in ocean with uncontrollable wave motion”為題發(fā)表于《自然?通訊》（IT之家附 DOI:10.1038/s41467-024-49639-6）。
官方表示，該研究基于謝和平院士團(tuán)隊(duì) 2022 年 11 月 30 日在 Nature 上發(fā)文開創(chuàng)的相變遷移海水直接電解制氫全新原理與技術(shù)，圍繞在真實(shí)大海中實(shí)現(xiàn)海水直接制氫面臨的海水多場耦合復(fù)雜工況帶來的波動性等科學(xué)難題與工程空白，提出了抵抗真實(shí)大海不可控海洋波動環(huán)境的海水直接制氫全新路徑與技術(shù)。
這項(xiàng)研究系統(tǒng)研究了不同海水組分（深圳灣、興化灣）濃度變化導(dǎo)致的界面蒸氣壓差差異，闡明了濃度動態(tài)變化下相變遷移過程的自調(diào)控自適應(yīng)機(jī)制。
此次研究首次揭示了在不同海浪波形（恒流、亂流等）、波高、波寬條件下的相變遷移過程規(guī)律與影響機(jī)制，表明了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。
此外，該團(tuán)隊(duì)基于界面?zhèn)髻|(zhì)面積動態(tài)變化規(guī)律建立了真實(shí)海浪波動下的相變遷移海水制氫理論模型，并在實(shí)驗(yàn)室模擬海洋環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了 500h 以上穩(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)大海不可控波動環(huán)境下規(guī)?；Ｋ苯与娊庵茪涮峁┝死碚撝笇?dǎo)并奠定未來產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基礎(chǔ)。
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