全球首個海上風(fēng)電無淡化海水直接電解制氫海試成功

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（通訊員 楊曼潮 記者 劉盾）近日，由深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團隊與東方電氣集團聯(lián)合打造的全球首個海上風(fēng)電無淡化海水原位直接電解制氫原理技術(shù)裝備，在福建海試成功。

本次開展的海上風(fēng)電和海水無淡化直接制氫耦合技術(shù)的海上中試示范，連續(xù)穩(wěn)定運行超過240小時。這也首次成功驗證了由中國科學(xué)家原創(chuàng)的海水無淡化原位直接電解制氫原理與技術(shù)，在3-8級大風(fēng)、0.3-0.9米海浪等真實海洋環(huán)境的強干擾下，依托海上風(fēng)電實施無淡化海水直接電解制氫的可靠性，構(gòu)建了與再生能源相結(jié)合的一體化海水直接制氫工廠，有望打造全球海上可再生能源直接海水制氫領(lǐng)域標(biāo)桿。

2022年11月30日，謝和平院士團隊在Nature正刊發(fā)表海水制氫原創(chuàng)性成果。該成果破解了該領(lǐng)域近半個世紀的世界難題，被評為2022年中國科學(xué)十大進展。僅僅在論文發(fā)表后的16天，東方電氣集團便專項投入3000萬元研發(fā)經(jīng)費，并與謝和平院士團隊聯(lián)盟合作，共同推進海水無淡化原位直接電解制氫產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。

基于這一全新原理與技術(shù)，東方電氣集團與謝和平院士團隊專門研制了漂浮式海上制氫平臺以及海上風(fēng)電智慧穩(wěn)定供電系統(tǒng)。本次海試是基于三套原理樣機并聯(lián)建立的設(shè)計值為1.2Nm3/h制氫規(guī)模的裝備系統(tǒng)，自2023年5月17日至26日，于福建省福清市興化灣海域?qū)雍Ｉ巷L(fēng)電連續(xù)穩(wěn)定運行10天，首次實現(xiàn)了海上風(fēng)電無淡化海水直接電解制氫的海試成功。

第三方技術(shù)檢測機構(gòu)（四川質(zhì)檢院）的檢測數(shù)據(jù)表明：本次海試制氫規(guī)模達1.3Nm3H2/h，達到并超出設(shè)計值；電解能耗為5kWh/Nm3H2；在3-8級海風(fēng)、0.3-0.9米浪高的真實海洋環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定運行10天后，海水雜質(zhì)離子阻隔率仍然高達99.99%以上（與純凈水直接電解制氫效果相當(dāng)），制氫純度達到99.9%-99.99%，穩(wěn)定性良好。

面對海水電解制氫領(lǐng)域的半世紀難題，謝和平院士團隊開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫全新原理與技術(shù)，實現(xiàn)了把取之不盡的海水當(dāng)純水一樣直接用于電解制氫。該原理技術(shù)的發(fā)展將完全顛覆現(xiàn)有消耗純凈水電解制氫模式，迎來海水電解制氫2.0時代。

謝和平院士表示：“這是我們邁向全球海水直接電解制氫新時代三步走策略當(dāng)中的第一步，也是關(guān)鍵一步。我們真正耦合了海上可再生能源，并在海洋真實、復(fù)雜的環(huán)境中實現(xiàn)了無須淡化的海水直接電解制氫?！苯酉聛恚x和平院士團隊將全力攻關(guān)第二代抗海洋環(huán)境干擾的海水直接電解制氫核心技術(shù)，迭代發(fā)展更高效、更高兼容性、更高穩(wěn)定性的第二代核心技術(shù)及裝備，保持無淡化海水直接制氫的原理與技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。

此次海試成功，充分標(biāo)志著海水無淡化原位直接電解制氫在產(chǎn)業(yè)化進程上跨出了一大步。未來可構(gòu)建與海上可再生能源相結(jié)合的一體化原位海水制氫工廠，成為近深遠海可再生電力大規(guī)模開發(fā)的破局關(guān)鍵，加速推進形成多能互補的中國原創(chuàng)“海洋綠氫”全球新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)。