四川大学谢和平院士团队打造的这一全球首个装备在福建海试成功
谢氏
文苑
四川大学谢和平院士团队打造的这一全球首个装备在福建海试成功
6月2日，深圳卫视&壹深圳客户端记者从中国工程院获悉，由深圳大学/四川大学谢和平院士团队与东方电气集团联合打造的全球首个海上风电无淡化海水原位直接电解制氢原理技术装备在福建海试成功。
（可再生能源海水无淡化原位直接电解制氢平台）
此次海上中试于5月中下旬在福建兴化湾海上风电场开展，使用的是联合研制的全球首套与可再生能源相结合的漂浮式海上制氢平台“东福一号”，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，在经受了8级大风、1米高海浪、暴雨等海洋环境的考验后，连续稳定运行了超过240小时。
开创海水原位直接电解制氢全新路径
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。然而海水成分非常复杂，包含90余种化学元素和大量微生物和悬浮颗粒，导致有害腐蚀性和毒性、催化剂失活、电解效率低等诸多技术瓶颈与挑战。
对此，如果以海水为原料间接制氢，严重依赖大规模淡化设备，工艺流程复杂且占用土地资源，推高了制氢成本与工程建设难度。而海水直接电解制氢，国内外知名研究团队进行了大量探索研究，但是近半个世纪以来，未有突破性的理论与原理彻底避免海水复杂组分对电解制氢体系的影响。
（“海上风电等可再生能源利用-海水氢能生产”漂浮式平台）
中国工程院院士谢和平表示，海水无淡化原位直接电解制氢技术在原理上跳出了传统化学的范畴，通过蒸汽压差的物理力学驱动，来全部隔开海水中的90多种复杂元素及微生物对电解水制氢的影响，打破世界上原本需要依靠纯水制氢的传统模式。通过海水资源直接制氢，并结合海上风力发电技术，未来将会改变全球的能源开发路径。
谢和平院士团队破解
近半个世纪的世界难题
深圳卫视深视新闻在今年4月初就报道过谢和平院士团队关于海水制氢的研究（点击回顾：院士深圳“再创业”记：谢和平的跨界冒险之旅 | 先行故事汇）
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。在深圳，谢和平一待就是5年，他曾表示，是深圳滨海清澈的海水，给了他海水制氢的启发。
谢和平院士团队自2022年11月30日在Nature正刊发表海水制氢原创性成果后，破解了该领域近半个世纪的世界难题，被评为2022年中国科学十大进展。
基于这一全新原理与技术，东方电气集团与谢和平院士团队专门研制了漂浮式海上制氢平台（9m×7m×3.5m）以及海上风电智慧稳定供电系统。自2023年5月17日至26日，于福清市兴化湾海域对接海上风电连续稳定运行10天，首次实现了海上风电无淡化海水直接电解制氢的海试成功。
由第三方技术检测机构（四川质检院）的检测数据表明：本次海试制氢规模达1.3 Nm3 H2/h，达到并超出设计值；电解能耗为5 kWh/Nm3 H2；在3-8级海风、0.3-0.9米浪高的真实海洋环境下连续稳定运行10天后海水杂质离子阻隔率仍然高达99.99%以上（与纯净水直接电解制氢效果相当），制氢纯度达到99.9% - 99.99%，稳定性良好。
打造全球首个海上风电海水无淡化原位
直接电解制氢示范工程
《Nature》论文发表后的仅仅16天，东方电气便专项投入3000万元研发经费，并与谢和平院士团队联盟合作，共同推进海水无淡化原位直接电解制氢产业化推广应用。
本次东方电气与谢和平院士团队在福建省福清县开展的1.2 Nm3 H2/h 的海水无淡化原位直接电解制氢海上示范，利用东方电气兴化湾58号10MW大型风力发电机供能，配备28kW输出功率的储能系统，实现了长达10天的稳定制氢，法拉第效率近乎100%，能耗、实验效果与实验室环境下的制氢效果相当。
同时，联合攻关团队还利用本次海试机会，开展了真实海洋复杂环境下的海水直接制氢综合性能测评，分析对比了与验室制氢效果的关键差异，探索了海上可再生能源电力驱动下对电解制氢与相变迁移过程稳态平衡的影响，以及对电解设备核心材料及部件综合性能的影响，获取了宝贵的示范验证数据，为《Nature》顶刊发表的前沿成果尽快“走出实验室，走向产业化”探索了一条全新路径。
（海水无淡化原位直接电解制氢现场测试）
谢和平院士表示，这是我们迈向全球海水直接电解制氢新时代三步走策略当中的第一步也是关键一步。真正耦合了海上可再生能源，并在海洋真实、复杂的环境中实现了无需淡化的海水直接电解制氢。
接下来，将全力攻关第二代抗海洋环境干扰的海水直接电解制氢核心技术，迭代发展更高效、更高兼容性、更高稳定性的第二代核心技术及装备，始终保持无淡化海水直接制氢的原理与技术领先优势，引领全球非纯水电解制氢新模式。
记者 / 李柳荧 王鹤宁
视频剪辑 / 郑温仪
编辑 / 刘璐瑶
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