2023-12-28 08:54来源：北极星电力网【桂冠电力：拟与大唐集团等六方设立科技创新公司 作为能源领域科技创新平台】12月27日，桂冠电力公告，拟与公司控股股东中国大唐集团、关联方大唐国际、大唐新能源、大唐环境以及东方电气科研院，六方共同投资设立中国大唐集团科技创新有限公司（以下简称科技创新公司），注册资本为100,000万元，其中桂冠电力以货币出资12,000万元，出资比例12%。 大唐集团以货币出资51,000万元，出资比例51%；大唐国际以货币出资12,000万元，出资比例12%；大唐新能源以货币出资10,000万元，出资比例10%；大唐环境以货币出资5,000万元，出资比例5%；东方电气科研院以货币出资10,000万元，出资比例10%。

2023年10月31日，以“聚焦绿色新能源，推动交通电动化”为主题的新能源科学与交通电动化国际论坛在雄安新区举行。论坛期间，谢和平就海水制氢领域的研究成果作主题报告，为规模化制氢提供了新的路径。谢和平介绍道，经过多年研究，团队打开了新思路，从物理力学、化学扩散的角度，把海水中的复杂影响隔绝，利用海水和电解液的浓度差进行海水纯化，进而制氢。谢和平说，“基于该理论，我们的盐湖水、废水、矿泉水都可以用来制氢，这就打开了低成本的大门，使氢能源的应用成为可能。”谢和平认为，“目前海上直接制氢的原理技术已经达成，并通过了海上中试验证。第二步是规模化，研制大容量商业化电解槽。第三步将走产业化路径，打造储-运-用一体化的新型氢能产业链。

2023年10月17日，谢和平日前在碳中和能源高峰论坛上表示，要加快研发攻关个性化的海上风机等可再生能源技术，对接大规模的“固定式”“动力式”“漂浮式”海水直接制氢运行平台全新技术装备，引领全球“海洋绿氢”产业链。

2023年9月12日，来源：澎湃新闻 在2023年9月10日举办的中国碳中和能源高峰论坛暨第三届中国国际新型储能技术及工程应用大会上，谢和平透露，“论文发表后，国际市场对该原理技术广泛关注，国际许多企业希望购买我们的制氢装置，但是要求我们提供技术图纸、操作参数和详细技术方案。但我们认为应该将该原创技术的知识产权掌握在中国人自己手中，我们应率先中试、率先工程示范/产业化、率先形成产业链，也促使我想要尽快实现海试的梦想。” 2023年7月6日在中国工程院召开的 “我国原创海上风电无淡化海水直接制氢原理技术”规模化、产业化战略咨询研讨会中，与会院士对此次海试结果予以肯定。谈到外界尤为关注的成本方面，在此次大会演讲中，谢和平表示，若按照“海水直接制氢成本=电价×单位电耗 (每年折旧 每年运维)/每年制氢总量”这一公式计算，以海上风电上网电价0.2元—0.3元/度电计算，海水直接制氢的单位质量氢气成本为0.219元/Nm3 0.2元/Nm3 (1-1.5)元/Nm3=1.419-1.919元/Nm3 = 15.89—21.49元/kg。跟陆地淡水制氢成本相比，海水直接电解水直接制氢成本与前者相当（无占地面积等设施和污染物处理成本）。 未来进一步降本来自于两方面——海水直接电解水直接制氢能耗的降低和海上风电价格的降低。据谢和平测算，以目前海水直接电解电耗5kWh/Nm3氢气进行估算，在电价低于0.09元/度时，综合成本有望低于0.87元/ Nm3氢气(煤制灰氢成本下限)。目前团队已攻关第二代技术，使得技术能耗降到4.5kWh/Nm3，随着电解制氢能耗降低到4.0 kWh/Nm3时，在电价低于0.11元/度时，海水直接电极制氢成本将低于0.87元/Nm3(煤制灰氢的极限低价)。 另其测算，当海上风电电价低于0.23元/度时，海水制氢成本与煤制氢 CCUS相比具有竞争优势；当电价低于0.15元/度时，海水制氢与煤制灰氢相当；当电价低于0.11元/度时，海水制氢成本将完全低于煤制灰氢成本。“这将改变世界能源格局。”谢和平说。 对未来技术产业化的思考 在谈到未来的技术和产业化趋势的思考时，谢和平表示，一方面，团队将对原理技术迭代升级。这包括全新原理对碱性电解槽（AWE）升级，以及全新原理对酸性质子膜电解槽（PEM）升级。另一方面，团队还将对制氢平台技术迭代升级，包括建立漂浮式海水直接制氢平台技术（大中型）、固定式海水直接制氢平台技术、动力式海水直接制氢船技术(大吨位)。 而在产业链上下游产业链打造方面，谢和平指出了三条路径。第一条是与上海交通大学丁文江团队合作，打造“海水制氢 镁基固、储、运、用技术” 产业链。其次，其团队将与国家能源氢能及氨氢融合新能源技术重点实验室的张清杰院士团队合作，打造“海水制氢 氢氨一体化”技术产业链，即直接使用海水制氢，同时就地转化为已储运的氨燃料，通过氨运输船（已有）或氨燃料船舶（未来）完成氨的运输/消纳，实现海上可再生能源驱动的无碳排放氢—氨循环，氨氢融合(以氨载氢、氨氢并用)。再次，未来也可打造“海水制氢 绿色甲醇一体化”技术产业链，即直接使用海水制氢，并通过空气捕获二氧化碳，就地转化为甲醇燃料，通过海上现有的油气管道或甲醇动力船舶或甲醇运输船完成绿色甲醇的运输/消纳，实现对海上可再生能源驱动的负碳“氢→绿色甲醇”转化，为燃料动力车、合成纤维、塑料、农药、燃料、合成蛋白等提供重要载体。 除了这三条路径，团队还将继续在海水直接制氢个性化装备制造全新产业链上发力，研发攻关个性化的海上风机等可再生能源技术及对接大规模的“固定式”、“动力式”与“漂浮式”海水直接制氢运行平台全新技术装备，力争引领全球“海洋绿氢”产业链。 谢和平的雄心壮志还不止如此，在演讲的最后，其更提出了“提供一个海湾来建成大规模研发与中试示范基地”的设想。据谢和平介绍，2023年7月20日，其团队已经与泉州市委代表见面，协商落地泉州产业化事宜。

12月29日，自贡市氢能装备制造产业园授牌暨项目集中签约仪式举行，标志着该产业园正式成立。 　　产业园落户自流井区，规划为“一园两片区”，即西南（自贡）国际陆港片区和东锅产业园片区，突出“两片区”差异发展、系统规划整体推进。 　　作为自贡市氢能产业发展规划全产业链空间布局的主要承载地，授牌仪式上，自流井区人民政府分别与东方电气集团东方锅炉股份有限公司、四川蜀道装备科技股份有限公司、东方电气（成都）氢燃料电池科技有限公司签订东方锅炉储氢装备产业项目、蜀道氢能装备制造产业园项目、东方锅炉氢能装备产业园项目合作协议。 　　根据协议，东方电气集团的两大项目将发挥“链主”企业优势，联合省市氢能重点企业，围绕“制储运加用”全产业链，招大引强，系统谋划推动氢能装备制造项目落地产业园。蜀道氢能装备制造产业园项目选址西南（自贡）国际陆港，分两期建设，主要建设加氢站智能装备生产基地、低压固态储氢装备基地、氢能压缩机装备基地、电解水制氢系统设备等，同时引入国内外优秀研发人才，共同建设氢能研发中心。

日期：2024-01-04来源：国际能源网【使用燃料电池的转折点！日本团队研发出固态电解质】国际能源网获悉，日本理化学研究所先导研究团队表示，他们成功研发出一种可提升氢基电池和燃料电池安全性、效率和能量密度的固态电解质，这种电解质可在室温下传输氢化物离子。该研究团队首席研究员小林元基表示，团队的研究成果取得了真正的里程碑。同时小林元基表示，短期内来看，我们的结果为氢化物离子传导固态电解质的材料设计提供了指导。长期来看，我们相信这是发展通过使用氢基电池、燃料电池和电解电池的转折点。 当前的氢燃料电池通过氢从一侧通过聚合物膜传递到另一侧来运行。这些系统需要水，增加了电池和燃料电池设计的复杂性和成本，也限制了新一代氢能源的经济实用性。 对此，该团队表示，下一步团队将改善材料性能，生产可反复吸引和释放氢气的电极材料

为加快推动“海上可再生能源无淡化海水直接制氢”成果在广东产业化落地，广东省科技厅于2023年12月18日上午组织召开专题座谈会，就相关事项进行商谈对接。广州、深圳、汕头、东莞、阳江、揭阳市相关负责同志，深圳大学谢和平院士团队，东方电气集团有限公司、明阳智慧能源集团股份公司等企业代表参加会议。杨军副厅长主持会议并讲话。 　　

海洋绿氢产业是基于我省丰富的海上可再生能源与新能源需求而兴起的朝阳产业，是实现海洋能源高效开发利用，构建清洁低碳、高效安全能源体系的重要手段。推动发展海洋绿氢产业是广东省未来零碳经济新的增长点。会议围绕海水制氢技术成果产业化落地相关事宜进行了充分讨论。高新处张冬蕾处长介绍了省科技厅前期工作相关情况；谢和平院士介绍了“海上可再生能源无淡化海水直接制氢”技术成果及产业化落地诉求；各地市负责同志分别介绍了当地资源禀赋、相关产业发展现状及未来规划；企业代表介绍了新能源方向的产业布局和技术优势。杨军副厅长指出，各方要系统考虑实际需求和条件，积极沟通对接，细化实施方案，早日推进技术成果产业化落地。 省科技厅高新处、产学研处、社发处、实验室处相关负责同志参加座谈会。

2024-01-05 1来源：中国化工报【大化所海水制氢联产淡水技术通过评价】近日，中国科学院大连化学物理研究所邓德会研究员和刘艳廷副研究员团队开发的海水制氢联产淡水技术在北京通过了由中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价。 由深圳大学骆静利院士担任主任、清华大学魏飞教授担任副主任的评价委员会一致认为，海水制氢联产淡水技术创新性强，指标先进，拥有自主知识产权，达到国际领先水平。专家还建议加快工程化开发进程，早日建成工业示范装置。 会上，邓德会介绍了技术背景、技术路线、创新点和知识产权情况等。据他介绍，研发团队开发的海水制氢联产淡水新技术，主要利用碱性电解水产生的废热作为海水低温制淡水的热源，将碱性电解水系统与海水低温淡化技术进行耦合集成，创建废热回收系统，实现了热量的高效利用。 在此基础上，他们建成了基于铠甲催化剂的25千瓦级海水制氢联产淡水中试装置。2023年12月19日至22日，石化联合会组织专家组对该中试装置进行了连续72小时考核。考核数据显示，该装置实现了以海水为原料高效电解水制氢联产淡水，碱性电解槽直流电耗不高于4.2千瓦时/标准立方米氢气，氢气产能达91.2标准立方米/日，氢气纯度不低于99.999%，产生的淡水在满足自身电解需求的基础上，联产淡水29.3千克/日，电导率不大于20S/cm，盐度不大于0.01ppt。与传统电解水制氢装置相比，该装置的电能利用率提高了13.9个百分点。

2023-12-17 来源：新华网【日本：新型合金电极可直接电解海水生产氢】

新华社东京12月16日电（记者钱铮）日本一个研究团队研发出一种合金电极，能直接电解海水生产出氢，且电极金属全部属于贱金属，成本低且耐久性好。 以电解水制备氢通常需要消耗大量淡水及贵金属电极，对生产地淡水资源要求较高，成本也高。 名古屋大学日前发布新闻公报说，来自该校及筑波大学、高知工科大学等机构的研究人员选用钛、铬、锰、铁、镍等9种贱金属，制成了高熵合金，并将这种合金用作电解海水时的阳极。高熵合金指5种及以上且原子量基本相等的金属形成的合金。试验显示，这种合金能维持阳极电解性能超过10年。 公报称，研究人员用工业中常用的电弧熔炼法熔解9种高纯度的金属锭制造了合金，再将合金锭加工成板状并评估其各种电化学性能。 研究人员准备了模拟海水的氯化钠溶液和实际的海水作为电解液，进行了相当于不断开关电源的加速劣化试验。在分别进行6000次开关循环后，合金在氯化钠溶液中维持了97%的性能，在海水中维持了92%的性能。换算成利用太阳能发电电解水的情况，相当于使用10年以上（按一天开关电源一次计算），阳极的电解性能几乎未出现下降。 公报说，本次研究成果使得面海的沙漠地带等可再生能源丰富但缺乏淡水的地区也能低成本制备氢气。如果海水电解技术结合海上风力发电，将有望实现氢的本地生产与本地消费。 相关论文日前已在《化学工程杂志》上发表。

2023-12-20 中国经济导报-中国发展网 北航举办“敢为”行动计划致真专题讲座，报告会上，谢和平分享了带领团队大胆探索、跨界突破、颠覆性创新的经历，重点介绍了其团队的四项重大技术突破。第一，从根本上突破了海水直接电解制氢的难点和瓶颈，攻关世界性难题，打造了领跑全球海水直接电解制氢“新赛道”。第二，面向国际前沿热点，提出了三大创新技术颠覆性实现中低温地热发电，创新耦合多项负碳技术，构建全新绿色能源技术体系。第三，探索了近零碳排放直接煤燃料电池技术等，推进我国清洁、高效、零碳排放的煤炭发电技术的前沿探索。第四，介绍了深地深海深空原位保真取芯探矿的原理和技术，团队从无到有，实现原“质”原“位”的取芯探矿。

【刘泰生：海水直接电解水制氢突破，成本降至0.3元/立方米】2023年6月28日观察者网专访了东方电气(福建)创新研究院有限公司总经理刘泰生，探讨谢和平团队本次技术突破对于氢能行业的意义。

观察者网：海水无淡化电解制氢的原理是什么？

刘泰生：电解水制氢领域，市场占有率最高且成熟度最高的主流技术是碱性电解水制氢，占据电解水制氢领域99％以上市场份额，是最主流、经济性最好、单位功率最高的技术。其电解液是30%浓度的氢氧化钾溶液，而海水是3%盐浓度的溶液。氢氧化钾溶液中水的摩尔浓度明显低于海水中水的摩尔浓度。按照传质的基本原理，由于浓度差，海水中的水会自然向碱性电解液流动，这是一个自驱动的过程。 这时，如果设置一个膜，只让水分子通过，不让其它离子通过，就实现了向碱性电解液补水的效果。碱性电解液中的水分子在电解过程中不断被消耗，而海水中的水分子利用膜的选择性渗透作用，不断补充到碱性电解液里面，从而实现动态平衡，源源不断地对海水中的水进行电解。这项技术适用于最普通、最经济的碱性电解液，通过海水和碱性电解液中水的摩尔浓度差进行自驱动，不需要任何外来电力就可以实现，这就是其原理与优势所在，与传统利用反渗透膜进行海水淡化的原理不一样。

观察者网：这次从原理突破到中试进展非常快，您刚才提到的膜，也是一个前沿的领域，我们在工程上已经比较成熟了吗？是否只要达到原理的突破，就能够很快实现？

刘泰生： 不能这样说。如果只是在实验室里对初级品进行实验，可以不断改进和调整，完成小批量的工作，这是可以胜任的。但是，如果要实现工业上的大规模应用，还有很长的路要走。还有很多问题需要解决，例如表面改性、改进抗拉伸、抗冲击、抗疲劳以及抗腐蚀性能，还有抗海洋生物附着能力等。有些问题在实验室里面发现不了，需要在真实海洋场景里才会逐渐暴露出来。在膜的方面，还不成熟，从原理突破到实现工业生产的路上，还有很多问题。

观察者网：困难能不能再展开一些？

刘泰生： 比如电流的变化。海上风力发电机输出的电力，原位电解制氢需要输入的电力，二者是不一样的。海上风力发电机输出高压交流电，要稳定转化为几伏的直流电。这个电流的变化过程看似简单，实际困难很大。海上风电功率不稳定，如何通过整流变化实现电的平稳输出？进行电流、电源的变化管理，还要维持经济性，这是很花心思的。 再比如海上电缆。随着潮涨潮落，电缆一会儿拉直甚至快要绷断，一会儿过松甚至快要飘走。为了解决海上漂浮式浮体供电的电缆问题，我们想了很多办法，最后终于用半固定式浮筒的方式把电缆固定住。同时，还有自转式的、自收紧的、自收放的装置，适应潮汐的变化，使得电缆长度能够自然适应海洋洋流和潮汐变化的需求，这些问题只有现场才能感受到。 另外，如何能够让漂浮体尽可能稳定在海面上，如何加固，增强抗风浪能力，也很不容易。

2024-01-25 来源：福州日报 【东方电气（福建）创新研究院成功研发高端海洋防腐材料】

该技术抗腐蚀时间达25年以上，性能稳定，品质优于市面其他产品。李愿杰说：“现在，我们的部分新材料技术已完成技术迭代，进入示范应用及优化阶段。例如海洋防腐材料、聚合物新材料等将逐步应用于东方电气的海水直接制氢系统、波浪能发电装置等。” 据了解，该技术后续将应用在福清下线的18兆瓦直驱海上风电机组上。“这将是我国首次在超大功率等级海工装备上使用国产海洋防腐材料。”

2024年01月22日 封面新闻 【向大海取水制氢需要怎样的黑科技？】

四川大学新能源低碳技术研究院研究员、谢和平院士海水制氢团队成员刘涛：“当下我们还需要不断对制氢装备的真实环境耐受性、稳定性和规模化进行攻关，对技术体系不断的迭代升级也是我们接下来一直需要攻关的内容。比如：开发具有高穿透压与力学强度的聚合物膜材，形成抗海风、海浪等复杂环境干扰的海水相变迁移传质技术。再比如：制氢规模从现在的每小时产氢0.4标方突破到每小时产氢1000标方的大型化过程中，如何实现电解系统的优化设计与集成技术，如何加强与可再生能源的适配性，如何实现性能指标的不断提升等等。”未来还会开发第二代更抗海洋环境干扰的海水直接制氢系统，在规模上实现由每小时100到1000标方，再到3000标方的突破。当然，这一切未来成就实现的前提是立足于当下的实践。

　 民生证券：绿氢补贴纷来沓至，产业步入黄金发展期。1）国家级别的顶层设计使氢能发展路径更为清晰。2024年1月24日，国资委明确指出储能、氢能、核能、虚拟电厂为战略新兴产业，且将在这些领域加大技术创新投入，这也是首次明确氢能的战略新兴产业地位。2）宁夏、安徽、成都、鄂尔多斯等地相继制定了绿氢补贴政策。包括但不限于对生产商和使用者提供制氢补贴、用氢补贴、加氢补贴等。3）放开土地限制及生产限制将有助于打破氢能发展桎梏。允许绿氢生产项目及制氢加氢一体站不在化工园区内建设。 　　

德邦证券：全球在加紧推进氢能项目落地，氢能新兴产业地位明确。日本计划在未来15年内投入3万亿日元用于补贴清洁氢能生产，计划到2030年将日本国内氢气供应量提高50%，达到300万吨，并在2050年达到2000万吨。 本田与通用汽车的合资工厂FCSM正式开始生产两家公司共同开发的新一代燃料电池；汽车制造商Stellantis表示将开始在欧洲批量生产大、中型氢燃料电池货车，以扩大其零排放商用车的范围。比亚迪近日也取得了一项名为“电解槽端板、电解槽以及制氢设备”专利。 　　

长城证券：我国绿氢终端需求总量，在2030年有望达到约285万吨，在2050年有望达到约9800万吨。2060年我国氢能消费规模将达到近8600万吨，产业规模4.6万亿元。供给侧的制氢低碳化和消费侧的应用多元化将成为氢能产业发展的两大特征。预计2060年，我国专门制氢的用能结构中非化石能源占比将从2022年的1%增加至93%，其中风能和太阳能制氢占比达2/3，氢源结构将发生根本性转变；氢能应用的消费结构也将发生较大变化。 　　

国金证券：2023年以来板块核心逻辑发生重大变化，由下游燃料电池推广应用转移到上游绿氢推动电解槽放量。新能源设备的大幅降本以及绿色能源的政策性溢价共同推动了绿氢大发展，2024年仍将延续氢能自上而下带动的板块行情。绿氢项目爆发在即，重点看好制储环节。板块整体表现将取决于招标的持续性与绝对量，标的首选具备进入大型项目供应商以及具备海外出货企业，重点看好电解槽相关设备端机会。产业大发展下，中下游同步推广，看好加氢站建设带来的设备机会以及燃料电池核心零部件。

在科技成果转化过程中，东方电气（福建）创新研究院有限公司建立了“中央研究院 区域研究院 联合创新研究院”的研发体系，与四川大学联合申报四川省重大装备数字孪生工程技术研究中心，与国家工业信息安全发展研究中心联合成立能源装备网络安全联合实验室，不断做大协同创新生态圈；成立东福研究院和东长研究院，有效推动了科研成果转化。

工信部公布2023年新增跨行业跨领域工业互联网平台清单，东方电气集团科学技术研究院有限公司（简称“东方研究院”）具有自主知识产权的“东智同创Co-Plat工业互联网平台”成功入选，成为四川首批、行业首批、成都首个国家级“双跨”平台。

2023-12-16。【东方电气（福建）创新研究院8项可产业化高科技成果亮相】有10家企业与其中的6项科技成果达成对接意向，永福电力股份、福州天宇股份、福特科光电等多家企业期望与东福研究院深度合作，将意向成果在福州落地转化。“国内外对钢结构通常采用电化学保护、锌/铝合金涂层、包覆层防护以及有机涂层等防护措施。目前行业内风电塔筒主要采用环氧富锌底漆、玻璃鳞片环氧中间漆或增强型环氧中间漆加聚氨酯面漆作为海洋环境下钢结构防腐方案，但这些几乎被国外品牌涂料垄断。”东福研究院项目推荐人介绍，设计长寿命、高可靠性的防腐涂层材料体系，解决海洋腐蚀这一关键共性“卡脖子”技术难题，对实现海洋防腐材料国产化替代具有重要意义。“我们通过对航空航天领域‘热管’技术的移植和创新，利用‘毛细蒸腾’技术实现了对核电温排水的降温提热，降低了温排水排放对海域生态环境的影响。对温排水降温提热的同时，该项技术还能驱动盐水分离产生淡水和其他有价能源。”项目推介人介绍，2022年，阳江核电厂建成了2套基于该技术的降温制淡模块，并圆满完成了“温排水降温制淡水一体化技术”的相关研究、试验和验证工作。该项技术可对核电温排水进行规模化利用，单台核电机组温排水降温2℃排放，可新增淡水15000吨/天。

【研究人员更接近于解决氢脆问题带来的巨大挑战】氢气为什么会导致钢变脆和开裂，这是工程师和研究人员的一大难题，他们希望为氢气时代开发大规模运输和储存解决方案，澳大利亚希望到 2030 年引领这个时代。由于悉尼大学的最新研究，他们现在可能离了解氢对钢的影响更近了一步。研究人员发现，在使用金属碳化物加固的钢材中添加化学元素钼，能显著增强其捕获氢气的能力。该研究成果发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，由副校长（研究-企业与参与）朱莉-凯尔尼（Julie Cairney）教授和陈怡生（Eason）博士领导的研究小组展示，该小组成员包括刘然明博士和博士生刘鹏宇。 他们使用了悉尼大学首创的一种先进的显微镜技术，即低温原子探针断层扫描技术，可以直接观察材料中的氢分布。 "我们希望这项研究能让我们更接近揭示钢中发生氢脆的确切原因，为大规模解决氢气运输和储存问题铺平道路，"凯尔尼教授说，他所在的澳大利亚显微镜和微分析中心就是这项研究的开展地。

3月1日，澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）宣布正在与初创公司Sparc Hydrogen合作开发下一代绿色制氢技术。该研究是CSIRO Kick-Start计划的一部分，旨在通过光催化水解（PWS）反应器实现低成本、可持续的绿色制氢生产。PWS通常被称为直接太阳能制氢技术，该技术避免了将太阳能转化为电能再通过电解反应分解水的过程，将太阳能入射到含金和/或钌纳米团簇的光催化剂上形成反应位点，使水解离成氢气和氧气[1]。这种技术利用聚光太阳能，无需电力即可将水分解为氢气和氧气，相比传统电解法具有更低的基础设施要求和能耗。Sparc Hydrogen开发的“Sparc Green Hydrogen”工艺被证明可以提高PWS从水中获取氢气的效率，有可能比传统电解法成本更低，同时更具灵活性和可扩展性。在CSIRO Kick-Start计划的支持下，Sparc Hydrogen已经完成了初期测试和原型验证，接下来将研究如何将这项技术商业化，为工业生产提供高成本效益的绿色氢能源解决方案。

【（等离激元光合）制氢新技术能否颠覆行业？】等离激元光合制氢，利用太阳光能或工业废热，一步将水分解转化为氢气，大大降低了制氢成本，是真正的“绿氢”技术。该技术的主要优势包括： 1.一步能量转化：该技术催化反应为一步反应，不需依靠电能，太阳能（废热）直接可生产氢气，并实现光（热）能的稳定储存，大大降低制氢成本。 2.高效永久生产：该技术可在半至一小时内生成氢气，能量转换效率约为10%，产氢速率为100mol.g-1.h-1，催化剂寿命约为20年以上。 3.反应条件温和：该技术无需酸或碱作为电解液，反应温度低于150℃，压力小于0.4MPa，在光照或热的情况下即可完成绿氢的生产。 4.原料供给无限：该技术只需要阳光或工业废热，原材料采用硬水或任何非饮用水，通过一步温和条件反应，利用等离激元催化，把这些价值低廉、接近无限的原料转化为氢气。 5.成本低无排放：该技术利用太阳能或工业废热，可直接获取，反应过程条件不高，无二次能源消耗（例如：电），远低于电解制氢成本，无其他污染物产生，综合碳排放为零。 6.易于规模复制：一步反应过程和稳定的无机催化过程，令该技术极易于模块化和大规模生产，适宜在世界很多区域推广。

2024/04/23 来源：双碳情报 【海水直接电解制氢技术研发与示范进展分析】

防水渗透膜耦合自润湿电解质电解槽，深圳大学、四川大学谢和平院士与南京理工大学邵宗平教授等人使用疏水性多孔聚四氟乙烯基防水透气膜作为气路界面，并采用浓氢氧化钾溶液作为自润湿电解质，实现了基于自驱动相变机制的原位水净化过程与海水电解的集成装置，在实际应用条件下以250毫安/平方厘米的电流密度稳定运行超过3200小时。

2022-12-03。谢和平联合邵宗平提出了一种直接电解海水制氢的方法，从根本上解决了副反应和腐蚀问题。在实际应用条件下以250mA cm2的电流密度稳定地运行了3200多个小时，没有出现故障。这一策略以类似于淡水分离的方式实现了高效、尺寸灵活和可扩展的直接海水电解，不会显著增加操作成本，具有很高的实际应用潜力。重要的是，这种配置和机制有望进一步应用于同时进行的水基污水处理和资源回收以及一步到位的制氢。相关成果发表在最新一期《Nature》上。

此策略的关键点是将基于自驱动相变机制的原位水净化过程整合到海水电解中，这是通过应用疏水性多孔聚四氟乙烯（PTFE）基防水透气膜作为气路界面和采用浓缩氢氧化钾（KOH）溶液作为自润湿电解质（SDE）来实现的（图1a）。在操作过程中，海水和跨膜的SDE之间的水蒸气压力差为海水一侧的自发海水气化提供了驱动力，水蒸气通过膜内的短气路扩散到SDE一侧，在那里被SDE吸收而重新液化。这种相变迁移过程允许从海水源头就地生成用于电解的纯水，并具有100%的离子阻断效率，而SDE中同时进行的电解所消耗的水成功地维持了界面压力差。因此，当水迁移率等于电解率时，在海水和SDE之间建立了新的热力学平衡，通过 "液-气-液 "机制实现了持续稳定的水迁移，为电解提供淡水（图1b）。作者建立了一个具有对称结构的实验室规模的海水电解系统（SES）来研究其电化学性能。SES稳定运行超过72小时，平均电压约为1.95V和2.3V，电流密度为250 mA cm-2和400 mA cm-2（图1c）。气相色谱分析表明，在250mA cm-2和400mA cm-2时，相对法拉第效率（RFE）在几乎为100%（图1d）。计算表明，在电流密度为250 mA cm-2和400 mA cm-2的情况下，因为省去了单独的脱盐过程，H2生产的电费支出与用纯水进行工业碱性电解的情况相当（图1e）。

即使在大规模电解槽中，在长期运行期间也几乎没有膜湿润或液体渗透的现象。因此，作者的可扩展系统由于其紧凑的设计、有限的系统工程和优异的性能，在生态浮岛的能源建设中具有很大的应用潜力。

小结：总之，作者展示了一种可扩展的、无副反应和无腐蚀的直接海水分离策略，在一个系统中实现了原位自驱动水净化和水电解。其关键技术是将自透气防水膜和SDE加入电解槽中。由于海水和SDE之间的水蒸气压力差异，水从海水中穿过膜到SDE的迁移是通过液-气-液相变机制自我驱动的。这种独特的水净化机制确保了100%的离子阻断效率，膜的疏水性导致了防污能力，微米级的气体扩散路径使水的迁移率很高。通过应用固体吸湿性SDE和较低的过电位催化剂，这一策略在未来可能会适应能源密集型工业生产，并可用于污水处理和资源回收，同时还可进行一步法制氢。作者预见，进一步拓宽这种基于相变的水迁移策略，将导致从海水或不纯水中开发出先进的氢气生产的实际应用。

2022-12-07，技术细节。原创丨彤心未泯

自驱动原位水净化海水电解装置。 作者通过应用PTFE基防水透气膜作为气路界面，并采用浓氢氧化钾(KOH)溶液作为SDE实现了基于自驱动相变机制的原位水净化过程与海水电解的集成装置。这种设计允许水蒸气扩散，但完全防止液态海水和杂质离子的渗透。海水和SDE之间的水蒸气压力差导致海水自发蒸发，并以蒸汽形式通过薄膜扩散到SDE，在那里又变回液态水。通过电解消耗SDE中的水来维持膜两侧的压差，从而确保淡水的持续进入。建立了一个具有对称结构的实验室规模的海水电解系统(SES)，证实了海水电解概念的可行性。

连续高效电解。 在本工作中，疏水性多孔PTFE膜在海水和SDE之间引入了紧密连接的微米级气体扩散路径，以定向传输水蒸气并完全防止液体渗透。PTFE的多氟结构具有低表面能，形成超疏水隔离域以抑制海水和离子随时间的渗透。正如预期的那样，SDE中各种离子浓度在96小时内保持稳定，并且都比海水中的浓度低至少四个数量级。浸没在水中的微米级气体路径加速了水蒸气的产生，并将其迁移速率提高了至少两个数量级。水迁移速率显著依赖于膜的性质。在一定时期内，较大的气路面积有利于更多的水蒸气迁移到SDE。此外，分子间碰撞和分子与膜孔之间的碰撞同时发生，其中较大的孔径和较短的气路长度都加速了水的迁移速率。SEM证实了PTFE膜具有出色的防污能力。

可持续海水电解制氢。 作者建立了平衡水迁移和电解耗水量的模型。结果表明在海水浓度恒定的情况下，通过调节SDE浓度和电流值可以实现连续稳定的H2生产。SES可以被认为是一个动态平衡系统。通过多循环实验证实了SES的静态平衡性能，显示出可持续的循环能力和稳定电解的潜力。当由界面压力差引起的水迁移量和电解的水消耗量达到单位时间的动态平衡时，该系统能够提供稳定的“原位水净化-电解”过程，使得能够从海水中连续且高效地生产H2。通过COMSOL模拟揭示了对水迁移过程的时空洞察，表明即使在2000米的深度，SDE和海水之间仍然存在驱动力，证明基于这种水相变迁移策略在深海产生H2的可行性。此外，通过制造放大的演示型SES证明了本文方法的通用性，按比例放大的SES在超过3200h的时间内仍表现出杰出的稳定性能，能耗约为5.0kWh Nm-3H2。由于其紧凑的设计、有限的系统工程和优异的性能，可扩展系统在生态浮岛的能源建设中具有巨大的应用潜力。还使用不同的固体吸湿性SDE对系统进行了24小时稳定性测试，使用不同的电催化剂研究电解性能，证实了该策略的多功能性。

展望。 总之，作者证明了一种可扩展的、无副反应和无腐蚀的直接海水分离策略，该策略在单个系统中实现了原位自驱动水净化和水电解。这种独特的水净化机制确保了100%的离子阻挡效率，膜的疏水性实现了防污能力，微米级气体扩散路径实现了高的水迁移率。通过应用固体吸湿性SDE和较低过电位的催化剂，这种策略可能适用于未来的能源密集型工业生产，并可用于废水处理和资源回收以及一步H2生成。该策略可应用于除海水之外的其他非挥发性液体，如用于工业废水处理的高浓度酸、碱和盐溶液。此外，它不仅可用于生产氢气，还能从水中回收有用的资源，如锂等。但仍需要进一步的研究以匹配电解槽的能效，以及与可再生能源供应和传统电解槽的兼容性。

2023-11-15。近日，东方电气100Nm³ H2/h专用碱性水电解制氢设备采购项目中标结果公示，苏州苏氢制氢设备有限公司中标。10月9日，东方电气发布100Nm³ H2/h专用碱性水电解制氢设备采购招标。招标信息显示，项目将采购2套100Nm³/h专用碱性电解制氢系统，应用于100Nm³/h分体式无淡化海水直接电解制氢系统研发及示范项目。 其中，其中1套100Nm³/h专用碱性电解制氢系统主体包括2台50Nm³/h的碱性电解槽和一套后处理系统。

[科技日报]我科研团队实现海上风电驱动海水制氢

谢和平团队与东方电气合作，首次实现海上风电可再生能源和海水直接电解制氢一体化，并在大海中利用海上风电驱动海水制氢。相关研究成果6月21日发表于《自然·通讯》。

该团队基于2022年11月在《自然》发表的“海水直接电解制氢全新原理”，构建出真实大海不可控海洋波动环境下海水直接制氢全新路径与技术，并系统研究不同海水组分（广东省深圳湾、福建省兴化湾）浓度变化所导致界面蒸气压差差异，阐明浓度动态变化下相变迁移过程的自调控自适应机制。 同时，科研团队通过建立真实海浪波动下的相变迁移海水无淡化原位直接制氢理论模型，在实验室模拟海洋环境下实现500小时以上稳定性。

为进一步验证实验室模拟环境可行性可靠性，科研团队设计研制出1.2标准立方米/小时海上可再生能源海水无淡化原位直接电解制氢漂浮平台，并在兴化湾3级至8级大风、0.3米至0.9米海浪干扰下，首次与海上风电直接对接，连续稳定运行10天，海水杂质离子阻隔率高达99.99%以上，制氢纯度达到99.9%至99.99%区间。据悉，未来该技术的推广应用将开辟集“海上风电等可再生能源利用-海水资源利用-氢能生产”为一体的全新海洋绿氢产业体系，有望形成海水无淡化、无额外催化剂工程、海水无输运、无污染处理的无额外能耗原位海水直接电解制氢全新模式，将取之不尽的“海水资源”转化为“海水能源”。