我国科研团队在海水直接制氢领域实现关键技术突破，为全球能源转型提供创新方案。四川大学与深圳大学联合团队在《自然综述：清洁技术》发表最新研究成果，首次构建了覆盖微观反应机制到宏观工程应用的全链条理论体系，为海水制氢产业化铺平道路。
自20世纪70年代国际首次提出海水直接电解制氢构想以来，该领域长期面临三大技术瓶颈：海水复杂成分引发的析氯副反应、催化剂快速失活以及设备严重腐蚀。传统研究多聚焦于催化剂改性或膜分离技术，但始终未能突破真实海洋环境下的工程化应用难题。研究团队负责人指出，实验室环境与真实海洋场景存在本质差异，风浪扰动、盐雾腐蚀、可再生能源波动等因素的耦合作用，导致多数技术路线难以实现规模化应用。
该团队通过系统研究海水电解过程中的离子竞争反应机制，首次阐明了复杂离子环境下析氧/析氯反应的动态平衡规律。研究发现，钙镁离子沉积不仅影响电极寿命，更会改变界面传质效率，进而降低整体能量转化率。基于这些微观认知，团队创新性地提出了全维度系统评估框架，涵盖材料性能、装置结构、海洋环境适配性等12项关键指标，为技术优化提供了量化标准。
在工程放大方面，研究团队突破了传统实验室研究的局限性，首次将真实海洋环境的多因素耦合作用纳入评估体系。通过构建包含波浪模拟、盐雾腐蚀、可再生能源波动等参数的测试平台，团队验证了新型电解装置在连续3000小时运行中的稳定性，能量效率较传统技术提升15%以上。这项突破有效填补了基础研究与工程应用之间的断层，为产业化落地提供了关键技术支撑。
据介绍，该成果已形成包含3项核心专利的技术集群，并与多家能源企业达成合作意向。与传统制氢方式相比，海水直接制氢技术可节省淡水资源90%以上，若结合海上风电等可再生能源，每千瓦时制氢成本有望降至0.2美元以下。这项突破不仅为我国海洋能源开发开辟新路径，更为全球零碳能源转型提供了中国方案。
