在海南省海口市的海南大學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心實(shí)驗(yàn)室里，一臺銀灰色的實(shí)驗(yàn)設(shè)備正安靜運(yùn)轉(zhuǎn)。這臺設(shè)備沒有復(fù)雜的預(yù)處理裝置，僅通過一根管道直接引入天然海水。當(dāng)電流接通后，設(shè)備視窗內(nèi)呈現(xiàn)出一幅獨(dú)特景象：一側(cè)氣泡不斷翻涌，標(biāo)志著氫氣的持續(xù)生成；另一側(cè)則有白色絮狀物緩緩沉淀，這是高純度氫氧化鎂的結(jié)晶過程。

該設(shè)備作為天然海水制氫提鎂工程樣機(jī)，已在真實(shí)海水環(huán)境中連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過5000小時(shí)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人田新龍教授指出："傳統(tǒng)工藝將鎂離子視為需要去除的雜質(zhì)，而我們通過技術(shù)創(chuàng)新將其轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品。這種轉(zhuǎn)變不僅提升了資源利用率，更為綠氫產(chǎn)業(yè)開辟了新的經(jīng)濟(jì)模式。"

這項(xiàng)突破性成果源于海南大學(xué)海洋清潔能源團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院寧波材料所的聯(lián)合攻關(guān)。研究團(tuán)隊(duì)在國際權(quán)威期刊《自然·通訊》發(fā)表的論文顯示，其開發(fā)的"一電兩用、一水雙收"技術(shù)，成功解決了綠氫生產(chǎn)面臨的兩大難題：高昂的淡水消耗和設(shè)備結(jié)垢問題。傳統(tǒng)電解水制氫依賴高純度淡水，而直接電解海水時(shí)，海水中的鎂、鈣離子會快速在電極表面形成沉淀，導(dǎo)致設(shè)備在數(shù)小時(shí)內(nèi)失效。

行業(yè)此前普遍采用"先淡化后制氫"的解決方案，但這種工藝需要建設(shè)復(fù)雜的海水淡化系統(tǒng)，大幅推高了綠氫生產(chǎn)成本。研究團(tuán)隊(duì)成員封蘇陽形象地比喻："就像燒水壺結(jié)垢需要定期清理，電解海水時(shí)的結(jié)垢現(xiàn)象更為嚴(yán)重，鎂離子會在電極表面形成堅(jiān)硬沉積層，直接阻斷反應(yīng)進(jìn)程。"

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在對電極沉淀物的深入分析中。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)海水中鎂離子儲量是陸地的數(shù)萬倍，而氫氧化鎂作為阻燃劑和航天材料的關(guān)鍵原料，市場價(jià)格持續(xù)走高。"既然無法避免鎂離子參與反應(yīng)，何不主動(dòng)收集利用？"基于這個(gè)思路，團(tuán)隊(duì)歷時(shí)四年研發(fā)出新型電極材料。通過在鉑電極表面引入特定碘離子，利用靜電排斥原理形成保護(hù)層，使生成的氫氧化鎂無法附著電極，只能以絮狀沉淀形式自動(dòng)脫落。

經(jīng)濟(jì)性驗(yàn)證顯示，新技術(shù)具有顯著優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)室提純的氫氧化鎂純度超過99%，每生產(chǎn)1公斤氫氣可同步獲得約15公斤氫氧化鎂。田新龍教授算了一筆賬："按照當(dāng)前市場價(jià)格，鎂產(chǎn)品收益基本可以覆蓋制氫成本，這意味著綠氫生產(chǎn)可以實(shí)現(xiàn)零成本甚至盈利。"更關(guān)鍵的是，該技術(shù)可在常溫海水條件下直接運(yùn)行，極大簡化了工程應(yīng)用流程。

目前，研究團(tuán)隊(duì)已完成從1平方厘米微型電極到900平方厘米大型電極的放大實(shí)驗(yàn)，正在攻關(guān)更大功率的工程樣機(jī)。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)為沿海地區(qū)提供了全新的能源解決方案：利用海上風(fēng)電產(chǎn)生的綠電直接電解海水，制取的氫氣可合成綠色甲醇為遠(yuǎn)洋船舶提供動(dòng)力，聯(lián)產(chǎn)的氫氧化鎂則能進(jìn)入高端新材料產(chǎn)業(yè)鏈。