海水直接制氢全链条理论突破，深圳大学团队抢占"海洋绿氢"产业制高点

大湾区经济网讯，深圳大学谢和平院士团队近期在海水直接制氢领域取得重大理论突破，首次将真实海洋环境多因素耦合作用纳入研究体系，打通了从微观反应机制到宏观工程放大的全链条认知，构建了规模化产业化系统评估框架。这一成果为"海洋绿氢"产业发展提供了核心理论支撑，有望推动我国在全球新能源竞争中抢占先机。

海水直接电解制氢的构想自上世纪70年代提出以来，国际研究多聚焦于催化剂改性等单一方向，难以破解析氯副反应、设备腐蚀等行业难题。同时，多数研究基于理想模拟海水，未充分考虑海洋成分波动、能源出力不稳等复杂耦合因素，导致实验室成果难以转化落地，成为海水制氢规模化的核心瓶颈。

真实海洋环境视角下的海水制氢 图源：深圳大学

针对这一痛点，谢和平团队系统解析了微观反应机制，明确了复杂离子环境对系统稳定性与能效的影响机理，结合国际技术路线分析了工程放大适用性，首次建立了微观与宏观运行的关联准则，填补了基础研究与工程应用脱节的空白。相关成果已于4月9日发表在《自然综述：清洁技术》上。

值得关注的是谢和平院士团队原创的相变迁移海水直接制氢路径。该技术通过界面压差驱动海水自发"液-气-液"相变传质，从原理上彻底避免了海水复杂组分对电解系统的毒性和腐蚀性难题，实现了无额外能耗下将海水等同于纯水直接电解制氢，在真实海水工况下展现出极强的长周期稳定运行潜力。这项研究成果于2022年11月30日在《自然》发表，并入选2022年度中国科学十大进展。业内专家高度评价称，谢和平团队"完美地解决了有害腐蚀性这一长期困扰海水制氢领域的问题，将打开低成本燃料生产的大门，有望推动变革走向更可持续的世界。"

目前研究团队已将研究场景从实验室拓展至真实海洋工程场景，搭建了涵盖材料、界面、装置、环境、能源适配性的全维度评估框架，为技术优化、工程设计与规模化提供了量化标准，推动该领域迈入工程化评估与产业化推进新阶段。

大湾区经济网从相关渠道了解到，谢和平院士团队正与东方电气、国家电投等国企筹划兆瓦级海水制氢海上示范项目，推动创新成果从实验室进入中试阶段，预计今年底将完成规模化海试。这一进展标志着海水制氢技术正从理论突破走向工程实践，产业化进程明显加速。

海水制氢技术的突破具有多重战略意义。从能源安全角度看，我国拥有漫长的海岸线和广阔的管辖海域，海洋可再生能源资源丰富。海水制氢技术的成熟将为我国提供一条不依赖陆地淡水资源的绿氢生产路径，增强能源自主保障能力。从产业经济角度看，海水制氢可与海上风电、光伏等可再生能源形成互补，打造"海上风电+海水制氢"的新产业模式，带动海洋工程装备、氢能储运、燃料电池等相关产业发展。

从全球竞争格局看，绿氢已成为各国能源转型的竞争焦点。欧盟、美国、日本等发达经济体纷纷制定氢能发展战略，加大研发投入。我国在海水制氢领域的理论突破，有望形成技术领先优势，为参与全球氢能产业分工赢得主动权。同时，海水制氢技术的规模化应用，也将为我国实现"双碳"目标提供重要技术支撑。

随着海上可再生能源的快速发展，以及电解制氢技术的不断进步，海水制氢的成本有望持续下降。根据相关研究，到2030年，海上风电结合海水制氢的综合成本可能接近甚至低于传统化石能源制氢成本。这一趋势将为海水制氢的大规模商业化应用创造有利条件。

深圳大学团队的这一理论突破，不仅展示了我国在清洁能源前沿领域的研究实力，更为大湾区乃至全国新能源产业发展开辟了新赛道。随着后续示范项目的推进和产业化步伐的加快，"海洋绿氢"有望成为我国能源体系的重要组成部分，为高质量发展注入绿色动能。