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谢和平院士:未来海水直接制氢是必然趋势

   2023-11-01 光明网

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核心提示:10月31日,新能源科学与交通电动化国际论坛在雄安会展中心开幕,论坛以“聚焦绿色新能源,推动交通电动化”

10月31日,新能源科学与交通电动化国际论坛在雄安会展中心开幕,论坛以“聚焦绿色新能源,推动交通电动化”为主题,旨在促进新能源与交通电动化产业创新发展。

论坛上,深圳大学教授、中国工程院院士谢和平表示,未来海水直接制氢将成为必然趋势,应转变研究思路,从物理力学、化学扩散视角,在海水制氢技术上取得重大突破,由此为规模化制氢提供新的路径。

谢和平表示,电、氢、热是21世纪重要的能源终端形态。其中,氢既可以作为储能载体、又可以作为直接能源,还可以作为清洁燃料和新型动力,无论在能源供给侧还是需求侧,都将发挥不可替代的作用。

当前,主流的制氢技术包括化石燃料制氢技术(煤制氢技术、天然气制氢)和电解水制氢技术。其中,化石燃料制氢会产生大量二氧化碳,在单位质量产氢量、碳排放指标方面不具优势。而电解水制氢长期以来一直依赖于淡水资源,给其规模化应用带来了诸多限制和挑战。

海水占地球总水资源量的97.5%,向大海要水制氢是未来理想、可持续发展的方向。20世纪70年代初,科学家提出海水直接电解制氢的设想。“50多年都在攻关,但都不是很成功,因为其中有一大难点,就是海水里面元素成分复杂,极易导致催化剂失效等问题,所以一直是世界前沿热点。”谢和平介绍说。

传统电解海水制取氢有两种路径,一种是先淡化海水再制氢,另一种是海水直接电解制氢,即把电解槽泡在海水里直接制氢。但海水淡化至纯水再电解制氢,设备成本及运维成本较高,工艺流程复杂且占用大量土地资源。

2018年,谢和平团队开始研究海水直接制氢技术。“有几种典型的办法,一是催化剂,但通常只能针对少量元素,再就是通过电解破解,或膜材料,但也都不可能彻底解决。”谢和平表示,经过多年研究,团队采用物理力学与电化学相结合的全新思路,开创了海水无淡化无额外耗能的原位直接电解制氢全新原理与技术。

今年6月,谢和平团队与中国东方电气集团有限公司联合开展全球首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术中试,获得成功。

“基于该理论,我们的盐湖水、废水、矿泉水都可以用来制氢,这就像打开了低成本的大门,使氢能源的规模化应用成为可能。”谢和平说。

谢和平表示,目前海上直接制氢的原理技术已经达成,也经过海上中试验证,第二步就是规模化,打造规模化的海水制氢模拟系统,第三步是实现产业化。(记者 肖春芳)


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