海水制氢纯度达99 99%，我国技术突破，未来应用令人期待

在2024年12月20日传来了一则振奋人心的消息。

中国在制氢技术方面实现了关键性的进展。

中海能油源发展股份有限公司成功研发并测试了全球首个兆瓦级别的制氢系统。

这套设备能够从海水中提取出纯度高达99.99%的氢气。

这项创新的技术意味着未来可以利用几乎无限量的海水作为原料进行大规模的氢气生产。

这一成果不仅展示了中国在新能源领域的技术实力。

也为解决能源问题提供了新的思路。

为了更好地理解这项技术的意义，我们需要了解为何要探索制氢的方法以及它是如何运作的。

随着对清洁能源的需求不断增加，科学家们一直在寻找更有效率且环保的方式来产生氢气，而中国在这方面已经取得了显著的进步。

早在2024年的上半年，中国就首次实现了将海上风力发电与海水电解制氢结合的创举，这是一次重大的技术飞跃。

现在，随着直接从海水中提取高纯度氢气的能力得到验证，中国再次树立了一个新的里程碑。

为氢气的大规模商业化生产铺平了道路。

氢气是一种在常温常压下无色、无味、不易溶于水的气体，并且具有极低的密度。

由于其轻质特性，它被广泛应用于充填气球和飞艇。

同时，因为燃烧时只生成水，不会造成污染，所以也被视为一种清洁的能源载体。

自英国化学家发现水由氢氧两种元素组成以来，人们开始探索通过分解水来获取氢气的方法。

电解水是其中最基础的一种方式，也是学生在中学阶段就能接触到的知识点。

然而，传统上使用淡水进行电解制氢存在一些明显的缺点，比如需要消耗大量的电能和水资源。

据估算，在当前的制氢工业中，电费占据了总成本的大约70%，每立方氢气大约需要39.5千瓦时的电力。

而每公斤氢气的制造大约会耗费50度电。

除了高昂的电力成本外，制氢过程还需要相当数量的淡水。

一公斤氢气的生产大约需要10公斤的淡水，这对于那些面临干旱和水资源短缺问题的地区来说是一个不小的挑战。

相比之下，海洋覆盖了地球表面的绝大部分，并且含有地球上超过97%的水量。

即使海水成分复杂，包含多种化学物质，但其丰富的资源量使其成为一个理想的氢气来源。

不过，直接从海水中制取氢气并非易事。

海水中的盐分和其他杂质可能会导致一系列的问题，如催化剂失活、隔膜堵塞等，这些问题都可能导致制氢过程失败。

因此，早期尝试海水制氢的技术通常需要先将海水淡化，再进行电解反应，增加了额外的成本和技术难度。

近年来，研究人员致力于开发新型高效的电催化剂，以应对海水电解过程中出现的腐蚀和钝化问题。

中国的谢和平团队提出了一种基于变相迁移原理的解决方案。

即设计一种特殊的防水透气膜，利用海水蒸汽压力差来实现原位净化，从而直接电解海水制氢。

这种新技术避免了传统方法中复杂的淡化步骤，简化了工艺流程，并降低了占地面积和成本。

更重要的是，它使得直接从海水中高效、稳定地批量生产氢气成为可能。

为中国乃至全世界的氢能产业发展奠定了坚实的基础。

在追求“双碳”目标的过程中，氢能作为一种绿色二次能源，对于缓解化石燃料枯竭引发的能源危机和减少温室气体排放至关重要。

随着风电光伏等可再生能源的发展，中国正在逐步优化能源结构，推动氢气供应从依赖化石燃料向采用可再生资源转变。

中国拥有漫长的海岸线和广阔的海域面积，海上风电资源丰富且潜力巨大。

根据预测，到2025年前，中国海上风电装机容量将达到100GW以上，占全球总量的比例也将持续增长。

考虑到深远海风电场远离陆地，存在并网困难和电力消纳的问题，将这些电能用于现场制氢提供了一种有效的解决方案。

这种方式不仅可以降低氢气生产的成本，还能促进海上风电的有效利用。

目前，谢和平团队的技术已经在深圳湾和兴化湾进行了成功的试点运行。

随着中国在该领域取得的重大突破，预计不久后就能看到这项技术投入实际应用，开启大规模的氢气生产新时代。

展望未来，如果绿色氢能源能够替代传统的化石燃料，那么我们离实现一个更加可持续发展的世界将会更近一步。