我國科研團隊在海水直接制氫領域實現關鍵技術突破，為全球能源轉型提供創新方案。四川大學與深圳大學聯合團隊在《自然綜述：清潔技術》發表最新研究成果，首次構建了覆蓋微觀反應機制到宏觀工程應用的全鏈條理論體系，為海水制氫產業化鋪平道路。
自20世紀70年代國際首次提出海水直接電解制氫構想以來，該領域長期面臨三大技術瓶頸：海水復雜成分引發的析氯副反應、催化劑快速失活以及設備嚴重腐蝕。傳統研究多聚焦于催化劑改性或膜分離技術，但始終未能突破真實海洋環境下的工程化應用難題。研究團隊負責人指出，實驗室環境與真實海洋場景存在本質差異，風浪擾動、鹽霧腐蝕、可再生能源波動等因素的耦合作用，導致多數技術路線難以實現規模化應用。
該團隊通過系統研究海水電解過程中的離子競爭反應機制，首次闡明了復雜離子環境下析氧/析氯反應的動態平衡規律。研究發現，鈣鎂離子沉積不僅影響電極壽命，更會改變界面傳質效率，進而降低整體能量轉化率。基于這些微觀認知，團隊創新性地提出了全維度系統評估框架，涵蓋材料性能、裝置結構、海洋環境適配性等12項關鍵指標，為技術優化提供了量化標準。
在工程放大方面，研究團隊突破了傳統實驗室研究的局限性，首次將真實海洋環境的多因素耦合作用納入評估體系。通過構建包含波浪模擬、鹽霧腐蝕、可再生能源波動等參數的測試平臺，團隊驗證了新型電解裝置在連續3000小時運行中的穩定性，能量效率較傳統技術提升15%以上。這項突破有效填補了基礎研究與工程應用之間的斷層，為產業化落地提供了關鍵技術支撐。
據介紹，該成果已形成包含3項核心專利的技術集群，并與多家能源企業達成合作意向。與傳統制氫方式相比，海水直接制氫技術可節省淡水資源90%以上，若結合海上風電等可再生能源，每千瓦時制氫成本有望降至0.2美元以下。這項突破不僅為我國海洋能源開發開辟新路徑，更為全球零碳能源轉型提供了中國方案。
