中国工程院院士 低成本 用海水直接电解制氢

据悉，由中国东方电气集团有限公司与谢和平院士团队联合开展的全球首次海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术试验，已在福建兴化湾海上风电场取得成功。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”，在试验过程中连续稳定运行超过10天。

这项技术的成功突破，意味着我国科研人员解决了近半世纪的世界性难题，打开了低成本氢气制造的大门。

据新闻报道，在不考虑税费等成本的情况下，现阶段，利用风力发电，我国海水制氢的成本最低已低至0.3元每立方米，已经具备商用价值。

人人看好的氢能源，它有什么优点？首先，氢气是非常清洁的能源，氢气燃烧后，产物只有水，不会产生二氧化碳；其次，氢气燃烧时的热值还非常高，运载火箭就经常使用液态氢作为燃料，并且氢气加压后也可用作能源储备。

海水制氢在20世纪70年代初就被提出，虽然并不是什么新概念，但过去国际上所谓的海水制氢，实际上是将海水淡化后再进行制氢。过去这种海水制氢技术，其实本质上就是淡水制氢，不仅需要大量海水淡化设备，还会使工艺流程变得更为复杂，这导致成本居高不下。

过去为什么不用海水直接制氢？

因为海水中含有大量的离子，比如钙离子、镁离子等，这些离子会在电气设备的阴极和阳极上会发生沉积，甚至腐蚀电极，这不仅会大大降低电解效率，还会使电解设备用不了多久就变得无法使用，维护成本非常高，因此过去的海水电解制氢通常都需要将海水净化成淡水后再进行电解。

现在，经过我国科研人员的努力，海水直接制氢技术走出实验室，中国成为世界上首个掌握廉价海水制氢技术的国家，并且已进入商用阶段。

我国掌握的海水非淡化直接电解制氢的原理是什么？

据悉，我国科研人员采用的是碱性电解水制氢。电解液是30%浓度的氢氧化钾溶液，而海水主要是3%浓度的盐溶液，氢氧化钾溶液中水的摩尔浓度远低于海水中水的摩尔浓度，由于存在浓度差，海水中的水会自发地向碱性电解液流动。此时若设置一个具有选择性渗透作用的膜，只让水分子通过，不让其它离子通过，便能不使用任何能源就实现海水向碱性电解液补水的效果，从而源源不断地对海水进行电解。无需淡化，这大大降低了海水制氢的成本。

相对于需要消耗能源利用反渗透膜对海水施压进行淡化，再电解淡水制氢而言，这一技术不仅提高了效率，还降低了成本。

据介绍，这项技术大有可为，应用范围非常广泛，除了可以直接电解海水制氢，此技术的原理还可应用于工业废水、生活废水等非淡水直接电解制氢。这意味着该技术在我国西北这种水资源短缺，但电力资源富足的地区也是有用武之地的。

“海水直接制氢”一旦广泛商用，必将使中国一跃成为全球氢能源的领跑者，这将降低人类对传统化石能源的依赖，颠覆全球的能源格局。随着氢能源的普及，那些过去依靠石油、天然气把日子过得十分红火的国家，未来就没有那么风光了，靠先天优势大量出化石能源躺着赚钱的时代，或许很快便会终结！

当然，氢能源要想获得广泛应用，氢气的储备、运输等问题也必须要解决，可喜的是我国在这些方面也取得了诸多成就。

有些人可能想问，既然海上的风力能直接发电，为什么还要用这些电电解海水制氢，难道直接用风电不香吗？

因为电力通常来说只能发多少用多少，多余的电如果不用就浪费了，除非能够将这些电力资源储存起来。蓄电池成本太大，只能作为短期储能方式，要想长期储能，目前就只有两种可靠的方案，一是抽水蓄能，二是储氢。

就拿水力发电为例，在夜间用电低峰期，有些有条件的水力发电站会将多发出来的电用来抽水，等到白天用电高峰期，再将抽到山顶水库中的水放下来发电，这样做既可以避免多发出来的电被浪费掉，又能缓解用电高峰期的电力紧张问题。

海上的风力资源十分富足，用风电电解海水制氢，背后的逻辑也是如此，是为了充分利用风电，避免浪费。也就是说，海水制氢就是为了储备电能。

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