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深圳大学联合研究成果入选“2022年度中国科学十大进展”

深视新闻 深圳卫视深视新闻 2023-03-31


2023年3月17日,科学技术部高技术研究发展中心(科学技术部基础研究管理中心)发布了2022年度中国科学十大进展。深圳大学联合四川大学谢和平院士团队研究成果“全新原理实现海水直接电解制氢”,从600余项科学研究进展中脱颖而出,成功入选。


(点击观看视频)


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海洋是地球上最大的氢矿,向大海要水是未来氢能发展的重要方向。但复杂的海水成分(约92种化学元素)导致海水制氢面临诸多难题与挑战。


上世纪70年代初,有科学家提出了海水可否直接电解制氢呢?这半个世纪以来,国内外知名研究团队进行了大量探索研究。


然而,传统技术路线先将海水淡化再电解制氢,即使加入催化剂直接电解海水也无法破解海水复杂成分导致的毒性、腐蚀性等难题。




深圳大学/四川大学谢和平团队通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应结合,开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术,建立了气液界面相变自迁移自驱动的海水直接电解制氢理论方法,形成了界面压力差海水自发相变传质的力学驱动机制,实现了无额外能耗的电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定海水直接电解制氢。


这一将物理力学与电化学相结合的全新思路,破解了海水直接电解制氢面临的难题与挑战,从而创造性地开创了海水无淡化原位直接电解制氢新原理与技术。


同时,该原理技术可探索推广到多元化水资源(如河水、废水、盐湖等)直接原位制氢,为资源富集浓缩与能源生产提供多效利用新思路。



2022年11月30日,谢和平院士团队的该项成果登上全球顶级学术期刊《Natrue》(《自然》),深圳大学为第一单位。


《自然》的评审专家评述该成果:“很少有论文能够令人信服地从海水中实现规模化稳定制氢,但该论文的工作恰恰做到了这一点。他们完美地解决了有害腐蚀性这一长期困扰海水制氢领域的问题,将打开低成本燃料生产的大门,有望推动变革走向更可持续的世界!”


据了解,团队研制的全球首套海水原位直接电解制氢技术与装备,已经在深圳湾海水中连续运行超过3200个小时。下一步,此套装备将在海洋场景中进一步实验验证。


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“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心(科学技术部基础研究管理中心)牵头组织,至今已成功举办18届,旨在宣传我国重大基础研究科学进展,激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神,开展基础研究科学普及,促进公众理解、关心和支持基础研究,在全社会营造良好的科学氛围。


中国科学十大进展遴选程序分为推荐、初选、终选、审议、发布五个环节。2022年度,《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》等5家编辑部共推荐了600余项科学研究进展,所推荐的科学进展皆是在2021年12月1日至2022年11月30日期间正式发表或完成的研究成果。

2022年度中国科学十大进展分别为:

祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构;

FAST精细刻画活跃重复快速射电暴;

全新原理实现海水直接电解制氢;

揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制;

实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件;

新原理开关器件为高性能海量存储提供新方案;

实现超冷三原子分子的量子相干合成;

温和压力条件下实现乙二醇合成;

发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制;

实验证实超导态“分段费米面”。


记者 / 靳阳懿 杨诚 李皓鸿
部分内容来源 / 南方+
编辑 / 张雪莹


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