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深海上风电无淡化海水

原位直接电解制氢技术中试成功

此次在福建兴化湾海上风电场开展的中试实验,使用由谢和平院士团队与东方电气集团联合研制的全球首套漂浮式海上制氢平台“东福一号”,该技术装备集成了原位制氢、智慧能源转换管理、安全检测控制、装卸升降等系统于一体,已经连续稳定运行超过240小时。

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此前,由于海水成分非常复杂,且需严重依赖大规模淡化设备,制氢成本与工程建设难度高。此次海试成功标志着海水无淡化原位直接电解制氢,在产业化进程中跨出了一大步,可望形成无淡化、无额外催化剂工程、无海水输运、无污染处理的原位海水直接电解制氢全新模式。

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实际上,规模化的高效稳定海水直接电解制氢,是一项困扰科技界近半世纪的世界性难题。

谢和平院士领导的团队开创了海水原位直接电解制氢的全新原理与技术。该研究颠覆了电解水制氢必须采用纯水的传统制氢模式,建立了力学机制驱动的海水直接电解制氢理论模型,开创了电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定电解制氢方法,实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗且高效的海水直接电解制氢。

该研究成果于2022年11月30日在《自然》发表,并入选2022年度中国科学十大进展。

全新原理技术可应用于污水、废水、矿井水等领域

十年之内可普及

“海水制氢”破解世界难题之后,未来将在哪些场景应用?何时可以普及?

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中国工程院院士、深圳大学特聘教授谢和平介绍,全新原理技术可以适用于盐湖水、污水和废水等,推广范围非常广泛。在煤矿油气开采中产生的废水非常多,并且难以处理,全新的电解制氢技术可以电解后分离锂、硅以及一些稀有金属,大大拓宽了未来应用领域。

他预计,未来十年之内该技术将会普及,也将加紧研发相关技术和装备。目前团队正在攻关第二代技术与装备,力争不断迭代升级,从而引领全球海水直接电解制氢的全新产业化领域和工业模式。

深圳提出到2025年

氢能产业规模达到500亿元

党的二十大报告提出“积极稳妥推进碳达峰碳中和”,明确将确保能源资源安全作为维护国家安全能力的重要内容,在“双碳”目标推动下,我国正加快非化石能源替代化石能源的步伐。

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2022年3月,国家发展改革委、国家能源局发布了《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,确定了氢能是未来国家能源体系的重要组成部分。

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广东省提出,加快培育从氢气制备、储运、燃料电池电堆、关键零部件和动力系统集成的全产业链。适度超前建设氢气储运加基础设施。

2021年12月发布的《深圳市氢能产业发展规划(2021-2025年)》提出,到2025年,深圳将形成较为完备的氢能产业发展生态体系,建成氢能产业技术策源地、先进制造集聚高地、多场景应用示范基地,实现氢能商业化应用,氢能产业规模达到500亿元。

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在深圳创新文化和问题导向的大环境下

取得意外收获

谢和平表示,团队取得这项突破与深圳良好的创新创业环境有很大关系。

早在2018年,63岁的谢和平卸任四川大学校长后,来到深圳大学任特聘教授,同时任深大深地科学与绿色能源研究院院长。

他在研究深地深海“五保”取芯的课题过程中,获取了破解海水制氢难题的灵感。谢和平坦言,“我这是跨界思维,跨界学术思考的意外收获。”

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他介绍,我国氢能源发展和国际氢能源发展的步调基本一致,目前面临的共同问题就是成本偏高。因此,接下来的攻关难题也变成了如何降低成本,解决产、储、运、用一体化等,仍然有很多技术难点需要攻关。

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目前,我国在政策法规标准上还刚刚起步,着眼未来,谢和平充满信心,因为国家非常重视科技创新,提倡全面推进高水平科技自立自强,他也将带领团队继续扎根深圳,期待创造更多可能。

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晚间观察:

深圳科学家团队可供海水直接电解制氢的世界性难题,是我国科技自立自强的具体案例。海上试验的成功,标志着该项目正在从独创性原理、颠覆性技术、国产化装备到特色电解制氢工业模式稳步迈进,用不了多久,由海水直接转化而来的氢能就会走进人们的生活。期待科学家们不断实现技术和装备的迭代,更好利用深蓝,造福人类并助力深圳打造全球海洋中心城市。

主笔 / 刘奉轩

主编 / 周占武 聂双双

记者 / 杜一凡 刘奉轩 王延林 罗海燕


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