12月16日，深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊(duì)與東方電氣股份有限公司、東方電氣(福建)創(chuàng)新研究院有限公司簽署“海水無(wú)淡化原位直接電解制氫原創(chuàng)技術(shù)中試和產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用”的四方合作協(xié)議。
“Nature正刊報(bào)道的海水無(wú)淡化原位直接電解制氫原創(chuàng)技術(shù)有望打破現(xiàn)有電解水制氫必須向系統(tǒng)供給純水的固有思維，可形成‘海上風(fēng)電再生資源-海水直接電解制氫’一體化工業(yè)模式的全鏈條式零碳?xì)淠馨l(fā)展路徑!” 謝和平院士的一席話，正式拉開(kāi)了“海水資源能源化的海洋綠氫”的戰(zhàn)略發(fā)展新序幕。深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士、深圳大學(xué)副校長(zhǎng)汪永成、東方電氣股份有限公司黨組成員、副總經(jīng)理張彥軍、東方電氣(福建)創(chuàng)新研究院有限公司院長(zhǎng)劉泰生見(jiàn)證四方簽署了“海水無(wú)淡化原位直接電解制氫技術(shù)開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用”合作協(xié)議，東方電氣集團(tuán)專(zhuān)項(xiàng)投入3000萬(wàn)元用于海水無(wú)淡化原位直接電解制氫顛覆性技術(shù)前期研發(fā)經(jīng)費(fèi)，獲得四方共享Nature報(bào)道該成果的原創(chuàng)技術(shù)專(zhuān)利及相關(guān)資料的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)組建四方合作聯(lián)盟后續(xù)攻關(guān)該原創(chuàng)技術(shù)的中試和示范、迭代升級(jí)和推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化。
開(kāi)創(chuàng)海水原位直接電解制氫全新路徑
海洋是地球上最大的氫礦，向大海要水是未來(lái)氫能發(fā)展的重要方向。但復(fù)雜的海水成分(約92種化學(xué)元素)導(dǎo)致海水制氫面臨諸多難題與挑戰(zhàn)。先淡化后制氫是當(dāng)前最成熟的海水制氫技術(shù)路徑，目前已在全球多國(guó)開(kāi)展規(guī)?；痉豆こ添?xiàng)目。但該類(lèi)技術(shù)嚴(yán)重依賴大規(guī)模淡化設(shè)備，工藝流程復(fù)雜且占用大量土地資源，進(jìn)一步推高了制氫成本與工程建設(shè)難度。上世紀(jì)70年代初有科學(xué)家提出了海水可否直接電解制氫呢?這半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，美國(guó)斯坦福大學(xué)、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心、澳大利亞阿德萊德大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院等國(guó)內(nèi)外知名研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)催化劑工程、膜材料科學(xué)等手段進(jìn)行了大量探索研究，旨在破解海水直接電解制氫面臨的析氯副反應(yīng)、鈣鎂沉淀、催化劑失活等難題。然而，一直以來(lái)，未有突破性的理論與原理徹底避免海水復(fù)雜組分對(duì)電解制氫的影響，可規(guī)模化的高效穩(wěn)定海水直接電解制氫原理與技術(shù)仍是世界空白。
謝和平院士提出了從物理力學(xué)與電化學(xué)相結(jié)合的全新思路破解海水直接電解制氫面臨的難題與挑戰(zhàn)，從而創(chuàng)造性地開(kāi)創(chuàng)了海水無(wú)淡化原位直接電解制氫新原理與技術(shù)。該成果通過(guò)將分子擴(kuò)散、界面相平衡等物理力學(xué)過(guò)程與電化學(xué)反應(yīng)巧妙結(jié)合，建立了相變遷移驅(qū)動(dòng)的海水直接電解制氫理論模型，揭示了微米級(jí)氣隙通路下界面壓力差對(duì)海水自發(fā)相變傳質(zhì)的影響機(jī)制，形成了電化學(xué)反應(yīng)協(xié)同海水遷移的動(dòng)態(tài)自調(diào)節(jié)穩(wěn)定電解制氫方法，破解了有害腐蝕性這一困擾海水電解制氫領(lǐng)域的半世紀(jì)難題。與此同時(shí)，謝和平院士團(tuán)隊(duì)研制了全球首套400L/h海水原位直接電解制氫技術(shù)與裝備，在深圳灣海水中連續(xù)運(yùn)行超3200小時(shí)，令人信服地從海水中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定和規(guī)?；茪溥^(guò)程。此外，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了酸性和堿性固態(tài)凝膠電解質(zhì)，以表明相變遷移策略適配不同電解質(zhì)材料并有望伴隨PEM和AEM電解技術(shù)迭代發(fā)展。同時(shí)，該原理技術(shù)可探索推廣到多元化水資源(如河水、廢水、鹽湖等)直接原位制氫，為資源富集濃縮與能源生產(chǎn)提供多效利用新思路。
校企強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，共謀打造中國(guó)原創(chuàng)海水直接電解制氫新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)
東方電氣副總經(jīng)理張彥軍談到，氫能是東方電氣集團(tuán)發(fā)展清潔能源裝備的重要支撐之一。本次聯(lián)合推動(dòng)海水無(wú)淡化原位制氫技術(shù)符合當(dāng)前國(guó)家戰(zhàn)略所向和企業(yè)發(fā)展所需，東方電氣集團(tuán)將大力支持該項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用深度融合，持續(xù)完善東方電氣集團(tuán)氫能制儲(chǔ)加用產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，為服務(wù)我國(guó)碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)東方力量。
謝和平院士專(zhuān)門(mén)強(qiáng)調(diào)：“東方電氣是氫能領(lǐng)域的龍頭央企，具有超前戰(zhàn)略發(fā)展布局和很強(qiáng)的實(shí)力與地位，我們強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，分三步走戰(zhàn)略攜手共創(chuàng)全球海水制氫新時(shí)代!第一步共同推進(jìn)海上中試示范驗(yàn)證，樹(shù)立海上可再生能源直接制氫領(lǐng)域標(biāo)桿;第二步全力攻關(guān)第二代海水無(wú)淡化原位直接電解制氫核心技術(shù)，迭代發(fā)展并優(yōu)化升級(jí)核心技術(shù)及裝備，始終保持海水直接制氫的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，引領(lǐng)非純水電解制氫新模式;第三步與東方電氣共同面向全球企業(yè)合作共贏推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，引領(lǐng)海上風(fēng)電等可再生能源與海水直接電解制氫一體化全新工業(yè)模式!歡迎更多的國(guó)內(nèi)外企業(yè)一起來(lái)推動(dòng)海水直接制氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，共迎海水直接電解制氫2.0時(shí)代?！?
此次合作將充分發(fā)揮謝和平院士團(tuán)隊(duì)在“海水無(wú)淡化原位直接電解制氫”領(lǐng)域的超前自主原創(chuàng)基礎(chǔ)科學(xué)研發(fā)優(yōu)勢(shì)，結(jié)合東方電氣在清潔能源裝備研發(fā)、制造領(lǐng)域的技術(shù)支撐和市場(chǎng)地位，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，打造海上可再生能源多能互補(bǔ)的中國(guó)原創(chuàng)“海洋綠氫”新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，共創(chuàng)氫能未來(lái)時(shí)代!
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