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東方電氣與謝和平團隊突破:海水無淡化制氫超千小時 領跑全球綠氫賽道

   發布時間:2025-12-30 01:56 作者:江紫萱

東方電氣聯合謝和平院士團隊,在海水無淡化直接電解制氫領域取得重大突破。該團隊自主研發的新型分體結構制氫設備系統,成功完成110標方/小時規模的長時運行驗證,累計運行時長突破1000小時。這一成果標志著我國在海洋綠氫技術產業化進程中邁出關鍵一步,為全球能源轉型提供了創新解決方案。

傳統海水制氫需先進行高成本淡化處理,而該技術通過物理力學與電化學反應的融合創新,利用相變遷移原理直接從海水中提取氫氣,徹底顛覆了"海水-淡水-氫氣"的冗長流程。核心材料與工藝的突破,使設備性能實現跨越式發展:從2023年1.2標方/小時的海試裝置,到2024年10標方/小時的樣機,再到2025年110標方/小時的規模化設備,短短16個月內完成百倍級放大,展現出快速迭代至工業級應用的能力。

該技術采用高集成度分體式結構,可靈活部署于海上風電平臺、沿海工業區等場景。結合可視化智能調控系統,實現了運行狀態的實時跟蹤與維護效率提升。更值得關注的是,團隊構建了覆蓋"理論-技術-工程"的完整自主研發體系,從相變遷移原理的理論創新,到無能耗傳質、電解質自激發驅動的技術突破,最終通過1000小時工程驗證,形成了38項發明專利與12項PCT國際專利的知識產權矩陣,打破了國外技術壟斷。

在能源轉型層面,該技術為可再生能源利用開辟新路徑。通過直接消納海上風電的波動性電力,將不穩定的風能轉化為穩定氫能,構建"風電-制氫-儲能"一體化系統,顯著提升能源利用效率。深遠海原位制氫工廠的構建,使"風氫聯產"、"海水-廢水雙循環"等新模式成為可能,推動氫能在交通、工業、建筑等領域的廣泛應用。據測算,當海上風電上網電價降至0.1元/千瓦時以下時,綠氫生產成本有望低于煤制灰氫,具備大規模替代傳統化石能源制氫的經濟驅動力。

環境效益方面,該技術以海水為原料,避免了與農業、生活用水的競爭。全球氫氣需求預計2060年達1.3億噸,傳統制氫將消耗23億噸淡水,而此技術可有效緩解水資源壓力。在碳減排領域,綠氫大規模應用可替代年排放約10億噸二氧化碳的煤制灰氫,若中國氫能產業全面采用該技術,每年可減少碳排放超5億噸,為全球溫控目標實現提供重要支撐。

這項獲得《Nature》正刊高度評價的成果,已被科技部列為"2022年度中國科學十大進展"。其構建的完整產業生態,不僅奠定了中國在全球氫能領域的領跑地位,更將推動"海洋綠氫"成為新興戰略產業。通過原創技術標準輸出與國際合作,該技術為能源出口提供了新抓手,在搶占全球能源革命制高點的同時,展現出顯著的戰略價值。

 
 
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