发布时间:
2023-05-11 
浏览量:573 水电解制氢，被认为是非常重要的绿氢制备技术，目前已商业化的水电解技术均以淡水为电解液。众所周知，全球淡水资源极其有限，随着水电解制氢规模化应用，这无疑加剧了淡水资源短缺问题。与之相比，海水资源丰富，由此便有了“海水制氢”的想法。
海水制氢
海水占地球全部水量的96.5%，与淡水不同，其成分非常复杂，涉及的化学物质及元素有90多种。海水中所含有的大量离子、微生物和颗粒等，会导致制取氢气时产生副反应竞争、催化剂失活、隔膜堵塞等问题。
为此，以海水为原料的制氢技术形成了两种不同的路线。其一，海水直接制氢，即是基于天然海水，主要通过电解或光解方式制取。其二，海水间接制氢，则是对海水进行脱盐、除杂处理，将海水先淡化形成高纯度淡水，再进行制氢。
两大优势
1. 海上制氢平台可作为能源的长期储存或精细化学品的生产场所，能让绿色能源与化工生产系统紧密结合。
2. 海上制氢平台可以解决深远海可再生电力消纳问题，利用可再生电力就地制氢、制绿氨，或许会成为未来深远海可再生能源的主要应用方式。
技术难点
1. 海水对电解槽的腐蚀：海水的成分复杂，如溶解的离子、细菌、杂质等，会对电解槽部件产生腐蚀。
2. 海水中杂质会导致催化剂失活：杂质会在离子交换膜和催化剂表面的沉积黏附，导致离子通道以及催化活性位点的堵塞，使得催化剂快速失活。
3. 海水电解效率低：海水中的氢离子以及氢氧根离子浓度很低，在电解过程中其传质速率缓慢，使得电解效率较低。
研究现状
目前，光解海水制氢还处于早期研究和试验阶段，仍面临诸多挑战，而海水电解制氢研发已取得了一定的进展。2022年，谢和平院士团队在海水直接制氢领域取得重大原创突破，创新性地建立了相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术。国内外出现不少海水制氢示范项目，但仍是小规模试点，且大多处于在建或拟建阶段。
海水制氢，能充分利用海洋可再生能源和水资源，是一种极具发展前景的制氢技术。随着产业链的不断完善，海水制氢将推动立体化海洋能源高质量发展，为相关领域如海上风电、海上交通等带来广阔的发展空间，产生巨大的绿色经济效益。
