中國工程院院士謝和平團(tuán)隊在海水直接電解制氫領(lǐng)域取得重大突破，其研究成果發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然綜述:清潔技術(shù)》。該團(tuán)隊首次構(gòu)建了從微觀反應(yīng)機(jī)理到宏觀工程應(yīng)用的全鏈條理論體系，創(chuàng)新性提出海水制氫產(chǎn)業(yè)化評估框架，為全球“海洋綠氫”產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

傳統(tǒng)制氫技術(shù)面臨雙重困境：化石能源制氫產(chǎn)生大量碳排放，與碳中和目標(biāo)背道而馳；淡水電解制氫則受制于淡水資源短缺和電力成本高昂。作為21世紀(jì)戰(zhàn)略性清潔能源，氫能開發(fā)對國家能源安全至關(guān)重要。海水直接制氫技術(shù)通過利用占地球表面積71%的海洋資源，有望徹底打破能源供給的地域限制，成為各國能源轉(zhuǎn)型的核心突破口。

自20世紀(jì)70年代相關(guān)構(gòu)想提出以來，國際科研界主要聚焦催化劑改性、非對稱電解等方向，但始終未能解決海水復(fù)雜組分引發(fā)的析氯副反應(yīng)、催化劑失活和系統(tǒng)腐蝕等共性難題。現(xiàn)有研究多基于理想模擬海水環(huán)境，缺乏對真實海洋條件下多因素耦合作用的系統(tǒng)認(rèn)知，導(dǎo)致實驗室成果難以轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用，成為制約產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵瓶頸。

謝和平團(tuán)隊通過系統(tǒng)研究海水電解過程中的微觀機(jī)制，揭示了復(fù)雜離子環(huán)境下析氧/析氯競爭反應(yīng)、鈣鎂離子沉積和界面?zhèn)髻|(zhì)變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。團(tuán)隊原創(chuàng)的相變遷移制氫技術(shù)通過界面壓差驅(qū)動海水自發(fā)相變傳質(zhì)，從原理上規(guī)避了海水組分對電解系統(tǒng)的毒害和腐蝕問題。該技術(shù)路線已獲國際認(rèn)可，相關(guān)成果入選2022年度科技部“中國科學(xué)十大進(jìn)展”。

研究團(tuán)隊首次建立了覆蓋材料、界面、裝置、海洋環(huán)境和可再生能源適配性的全維度評估體系，為技術(shù)優(yōu)化和工程放大提供了量化標(biāo)準(zhǔn)。這一突破標(biāo)志著海水制氫技術(shù)從單一指標(biāo)探索階段邁入系統(tǒng)化、工程化發(fā)展新階段，填補(bǔ)了微觀基礎(chǔ)研究與工程應(yīng)用之間的研究空白。

隨著海上風(fēng)電等可再生能源的快速發(fā)展，海水直接制氫技術(shù)有望在多路徑協(xié)同創(chuàng)新中實現(xiàn)突破。該技術(shù)體系將助力我國搶占全球“海洋綠氫”產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略制高點，推動“海上風(fēng)電+海水制氫”一體化產(chǎn)業(yè)模式發(fā)展，為全球碳中和目標(biāo)實現(xiàn)提供創(chuàng)新解決方案，同時保障國家能源自主安全。