中國工程院院士謝和平團隊在海水直接電解制氫領域取得重大突破，其研究成果發(fā)表于國際權威期刊《自然綜述:清潔技術》。該團隊首次構建了從微觀反應機理到宏觀工程應用的全鏈條理論體系，創(chuàng)新性提出海水制氫產業(yè)化評估框架，為全球“海洋綠氫”產業(yè)發(fā)展提供了關鍵技術支撐。

傳統(tǒng)制氫技術面臨雙重困境：化石能源制氫產生大量碳排放，與碳中和目標背道而馳；淡水電解制氫則受制于淡水資源短缺和電力成本高昂。作為21世紀戰(zhàn)略性清潔能源，氫能開發(fā)對國家能源安全至關重要。海水直接制氫技術通過利用占地球表面積71%的海洋資源，有望徹底打破能源供給的地域限制，成為各國能源轉型的核心突破口。

自20世紀70年代相關構想提出以來，國際科研界主要聚焦催化劑改性、非對稱電解等方向，但始終未能解決海水復雜組分引發(fā)的析氯副反應、催化劑失活和系統(tǒng)腐蝕等共性難題。現(xiàn)有研究多基于理想模擬海水環(huán)境，缺乏對真實海洋條件下多因素耦合作用的系統(tǒng)認知，導致實驗室成果難以轉化為工程應用，成為制約產業(yè)化的關鍵瓶頸。

謝和平團隊通過系統(tǒng)研究海水電解過程中的微觀機制，揭示了復雜離子環(huán)境下析氧/析氯競爭反應、鈣鎂離子沉積和界面?zhèn)髻|變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響規(guī)律。團隊原創(chuàng)的相變遷移制氫技術通過界面壓差驅動海水自發(fā)相變傳質，從原理上規(guī)避了海水組分對電解系統(tǒng)的毒害和腐蝕問題。該技術路線已獲國際認可，相關成果入選2022年度科技部“中國科學十大進展”。

研究團隊首次建立了覆蓋材料、界面、裝置、海洋環(huán)境和可再生能源適配性的全維度評估體系，為技術優(yōu)化和工程放大提供了量化標準。這一突破標志著海水制氫技術從單一指標探索階段邁入系統(tǒng)化、工程化發(fā)展新階段，填補了微觀基礎研究與工程應用之間的研究空白。

隨著海上風電等可再生能源的快速發(fā)展，海水直接制氫技術有望在多路徑協(xié)同創(chuàng)新中實現(xiàn)突破。該技術體系將助力我國搶占全球“海洋綠氫”產業(yè)戰(zhàn)略制高點，推動“海上風電+海水制氫”一體化產業(yè)模式發(fā)展，為全球碳中和目標實現(xiàn)提供創(chuàng)新解決方案，同時保障國家能源自主安全。