廉价突破!中国攻克海水电解质氢,外媒:石油要变“白菜价”?

中国在氢能源这块儿最近闹出大动静,尤其是海水直接电解制氢的技术突破,让不少人直呼牛掰。简单说,这事儿起于2022年底,谢和平院士领头的团队在Nature杂志上扔出一篇论文,讲的是用相变迁移原理直接从海水里搞氢气,不用先淡化海水啥的。

这技术一出,就被评为2022年中国科学十大进展之一。话说回来,海水制氢这想法不是新鲜事儿,早从上世纪70年代国际上就有人琢磨,但一直卡在成本高、效率低、设备容易被盐水腐蚀这些坎儿上。中国团队这次是真从原理上翻盘了。

氢气这玩意儿是清洁能源的香饽饽,能烧成水蒸气,不像石油那样排一堆尾气。但氢气不像石油那样直接从地里挖,得靠电解水来产。传统方法用淡水,成本还行,可全球淡水就那么多,海水占了71%,为啥不直接用海水?问题就在海水里盐多,氯离子会干扰电解,还腐蚀电极。

以前的路子是先淡化海水再电解,这一步就得花大把钱和能源,搞得整体成本居高不下。谢和平团队从物理力学和电化学结合入手,发明了相变迁移机制,让水分子自己迁到电解区,氯离子啥的被挡在外头。这样一来,海水直接进设备,氢气就出来了。

论文是2022年11月30日发的,团队用了钌基催化剂和特殊涂层,实验室里建了个386升/小时的样机,在深圳湾海水里稳稳跑了3200多小时。数据表明,氢气纯度能到99.9%,完全避开了氯气副产物问题。

这篇论文一发,国际上不少专家点头认可,美国能源部那边还引用过。团队没停步,马上找企业合作。2022年12月16日,跟东方电气集团签协议,组联盟推产业化。东方电气出设备,团队优化技术,联合小组先在陆地上模拟海洋环境,测了500多小时数据,调电压从1.5伏到2伏,添中性缓冲层防pH变化。

转到2023年5月,事儿进入实操阶段。在福建兴化湾海上风电场,搭了个全球首个无淡化海水原位直接电解制氢平台。平台搁在风电机组边上,用风电直接供电,不用额外拉线。兴化湾风资源好,年均风速7米/秒,海浪0.3到0.9米,风力3到8级,正好测真实条件。启动后,每小时产氢0.4立方米,三套设备并联1.2立方米。中间遇氯离子微漏,现场换膜材料,隔离率超99.99%。整个测试跑了3000多小时,氢气产量稳,成本按风电价算,每立方米0.4元左右,比传统方法便宜一大截。

6月2日,专家组验收,包括中国工程院院士们,测了产量和纯度,正式确认成功。这消息一出,央视新闻啥的都报了。国际媒体跟上,《南华早报》说这是清洁能源大步子,美国《科学美国人》也提,可能重塑能源格局。外媒有的直言,如果这技术大规模上,氢能普及,石油需求降,价格说不定真像白菜那么接地气。当然,这不是一蹴而就,石油还霸着交通和工业大头,但氢气成本低了,电动车和燃料电池车就能抢市场。

技术没完没了地迭代。2024年4月,在广州南沙建陆地试验基地,模拟深海,跑规模化装置,240小时稳产。6月21日,团队在Nature Communications发新论文,讲海上浮动平台优化,抗浪设计强了稳定性。浮动平台能随波浮沉,适合远海风场,不用固定桩基。论文数据秀,氢气产量升15%,纯度高位。外媒如Fuel Cells Works报道,说这是氢能里程碑。

进到2025年,团队又整出凝胶电解质方案。6月4日,四川大学官网发文,这新突破用凝胶强化相变迁移,适合高盐海域。样机在复杂海洋环境稳跑,填补了技术空白。凝胶帮电解质更耐腐蚀,效率再提。同期,国家电投联手团队,在深圳建海洋绿氢高地,破解成本高能效低瓶颈。8月31日,深圳大学公告,项目坚持自主创新,推产业化。

不止谢和平团队,其他地方也动起来。2024年12月18日,中国石化青岛炼化建成首个工厂化海水制氢项目,用海水直接制氢加绿电,每小时产20立方米绿氢。供炼厂用或加氢车,还探高盐废水回收路子。新华网报,这为沿海消纳绿电开了新门。12月17日,新浪财经汇总2024海水制氢进展,说原料免费稳定,避淡水短缺限。

再看国际对比。丹麦和法国早2000年代试北海风电海水电解,但设备腐蚀和经济压力,2010年前后停了。日本韩国改电极材料,但应用遥远。美国推直接海水电解,但2024年ScienceDirect文章说,宣传过头,实际效率低稳定性差。中国这路子从原理上避坑,效率4.3千瓦时/立方米,世界领先。

长远看,这突破加速氢能链条。中国海岸线长,海上风电多,耦合海水制氢,绿氢供应稳。到2030年,成本有望再降,帮交通工业转零碳。各国效仿,全球氢能市场热。外媒Hydrogen Insight提,中国电解槽厂家用新电极,氢输出升20%。但挑战在,海洋腐蚀、规模化需时。

话说石油价格真变白菜?不那么快。氢能抢石油市场份额,需求降价跌,但石油还稳。外媒评论多乐观,说氢能革命来,石油时代渐退。中国这步,实打实推能源转型,接地气地说,就是用海水风电搞廉价氢,帮地球少点碳。

总的,这事儿不是科幻,是实干出的。团队坚持,从 lab 到海试,到产业,步步稳。未来氢车普及,石油需求松,价格亲民点。期待更多突破,让能源更绿更便宜。

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更新时间:2025-10-29

标签:科技   电解质   中国   海水   廉价   石油   氢气   团队   成本   能源   兴化   技术   凝胶

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