以后海水就是燃料库,挖一瓢就有大量氢气。中国是唯一实现海水直接电解制氢规模化验证

寻川科技 2025-06-25 23:34:31

以后海水就是燃料库,挖一瓢就有大量氢气。中国是唯一实现海水直接电解制氢规模化验证的国家,其他国家还在实验室打转。深圳“海氢”项目日产氢1.2吨,供港口氢能卡车,这是全球唯一商业化示范。 美国的MIT实验室用特殊催化剂提升效率,但未实海测试,因为设备放海里就锈穿。而福建更是放大招,未来用核能供电海水淡化制氢,年产氢超1万吨。

挪威用海上风电和淡化海水制氢,非直接电解,成本比中国高40%。日本研究光催化分解海水,但效率仅0.1%目前几乎停滞。我国海水制氢技术已从实验室走向工程示范,核心突破是“抗腐蚀电极、选择性透氢膜”,未来将成绿氢主力!中科院青岛所在福建实海环境,用抗腐蚀电极加自适应膜,连续制氢500小时,这是全球范围头一回。

地球表面70%是海水,这资源几乎是无限的,不像我们担心石油、天然气哪天挖完,海水制氢只要地球还在原料永远不缺。风能和太阳能是好,但风不会一直刮,太阳不会一直晒,发的电时多时少。用这些多出来的“绿电”去电解海水制氢,就等于把不稳定的电变成了稳定好储存的氢气。氢气可以存起来,需要用的时候再放出来发电,比如通过燃料电池或者直接用,这样就不会把新能源多余的电力浪费掉。

海水制氢难度很大海水腐蚀凶猛、能耗太高、成本太贵!海水里的氯化物像“小刀片”,普通电极一通电就被腐蚀穿孔,设备寿命撑不过几天!我国发明不锈钢和镍涂层电极,表面镀“防锈铠甲”,抗腐蚀膜挡住盐分,类似“防鲨网”只放水分子通过。海水含杂质多,电解耗电量比淡水高30%以上,若先淡化再制氢,那就有点本末倒置了。我国直接电解技术省去淡化步骤,配合风电电费低至0.1元/度,能耗砍半。

抗腐蚀材料如铂金电极堪比“黄金价”,1公斤氢成本超40元,淡水制氢仅20元。我国用铁、钴等廉价催化剂替代贵金属,中科院“铁镍合金电极”,成本直降50%。氢气很干净,用在燃料电池里发电,出来的是纯净水,没有二氧化碳和烟尘,这对解决全球变暖、空气污染问题太重要了。

电解制氢的核心设备是一个装满水的电解槽,相当于一个通电后能把水拆成氢气和氧气的“反应炉”。中科院大连化物所团队设计的电解槽能承受海水腐蚀,连续工作2000小时不坏。碱性电解槽像个大水箱,内部装满氢氧化钾溶液也就是强碱水,用一张多孔隔膜隔开两极。通电后水(H₂O)分解成氢气(H₂)和氧气(O₂),纯水不导电,所以加氢氧化钠和钾当“导电剂”。

深圳大学团队开发 "珊瑚状镍铁电极" ,这是一种抗腐蚀电极,表面微结构减缓氯离子侵蚀。天津海水研究所研制 "阻氯型复合膜" ,氯离子阻挡率大于99%。福建示范项目用 "海上风电+电解槽" 直供,省去很多电缆成本。传统电解水制氢要用淡水,海水制氢直接用海水,不用跟人抢宝贵的淡水资源,这对缺水地区尤其重要。

氢气可不仅仅是未来汽车的燃料,还能做化肥,这是目前氢气较大的用途。氢气氮气合成氨气,氨气是生产化肥的基础,没化肥粮食产量得少一大截。 炼油厂用氢气来处理原油,把重油变成更轻、更有用的柴油、汽油,这叫加氢裂化、加氢精制,还能去除油里的硫等杂质,让油烧起来更干净。

氢气是很多化工产品的基础原料,比如做做甲醇、塑料等。传统炼钢靠烧焦炭,产生大量碳排放。现在新方法是直接用氢气代替焦炭去还原铁矿石,出来的是铁和水叫“绿色钢铁”。制造平板玻璃各种屏幕时,需要在高温熔融状态下通入氢气作为保护气,防止玻璃被氧化产生瑕疵。 制造芯片、LED灯等电子元器件时,需要高纯度的氢气作为还原气和保护气,确保产品质量。更是火箭的燃料液氢液氧能把沉重火箭飞上天。

预计2030年沿海地区将建成多个“海上风电光伏+海水制氢”基地,成本接近淡水制氢。到时候有大片的“海上氢田”,风电巨阵和成排电解槽,氢气通过管道输向内陆。海水“又咸又毒”腐蚀设备,且耗能烧钱!但中国用“防锈电极和自清洁膜”硬刚成功,造出全球头台实海制氢机,别的国家还在玩试管,咱已把机器怼进真海里狂抽氢气了。

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