东方电气与谢和平院士团队联合攻关,在海水直接电解制氢领域取得重大突破。双方共同研发的新型分体结构制氢设备系统,近日成功完成110标方/小时规模的长时运行验证,累计运行时间突破1000小时。这一成果标志着我国在海洋绿氢技术产业化进程中迈出关键一步,为全球能源转型提供了创新解决方案。
传统制氢路径需先将海水淡化,再通过电解工艺获取氢气,这一过程不仅能耗高、成本大,还加剧了淡水资源消耗。新研发的海水无淡化原位直接电解技术,通过物理力学与电化学反应的深度融合,利用相变迁移原理直接从海水中提取氢气,彻底颠覆了"海水-淡水-氢气"的传统流程。该技术核心材料与工艺取得显著突破,成功攻克了全球性技术难题。
设备性能的迭代速度令人瞩目:从2023年1.2标方/小时的海试装置,到2024年10标方/小时的样机,再到2025年实现110标方/小时的规模化应用,短短16个月内完成百倍级放大。高集成度分体式结构设计使设备具备灵活部署能力,可适配海上风电平台、沿海工业区等多种场景。配套的可视化监控系统实现运行状态实时追踪,智能调控功能显著提升系统可靠性与维护效率。
在能源转型层面,该技术展现出强大的系统整合能力。通过"风电-制氢-储能"一体化模式,可将波动性风电转化为稳定氢能,有效解决可再生能源并网难题。深远海原位制氢工厂的构建,使海上风电与制氢工艺深度耦合;"风氢联产"、"海水-废水双循环"等创新体系,推动氢能在交通、工业、建筑等领域的规模化应用。据测算,当海上风电上网电价降至0.1元/千瓦时以下时,绿氢生产成本将低于煤制灰氢,具备大规模替代传统能源的经济驱动力。
经济与环境效益同样显著。省去海水淡化环节可直接降低30%以上的制氢成本,模块化设计进一步压缩工程建设与维护开支。每立方米氢气制备仅需4.6-4.9度电,较传统技术能耗降低20%-30%。全球氢气需求预计2060年达1.3亿吨,若全面采用该技术,每年可减少碳排放超5亿吨,相当于替代年排放10亿吨二氧化碳的煤制灰氢产能,同时避免消耗相当于2000万人口城市全年用水量的制氢用水。
这项获得《Nature》正刊高度评价的成果,已被科技部列为"2022年度中国科学十大进展"。其构建的完整知识产权体系,不仅确立了我国在氢能领域的技术领跑地位,更为"海洋绿氢"产业生态建设奠定基础。随着技术标准的国际化推广,中国原创技术有望重塑全球能源产业格局,为应对气候变化提供战略级解决方案。












