【摘要】据介绍，绿色零碳氢能是未来能源发展的重要方向。正如《自然》杂志审稿人对该研究给予的高度评价：“这项工作提供了一种有吸引力的策略，可以将非饮用水用于社会和生态中可持续燃料的生产，我认为这是一个重大突破！”

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中国教育报-中国教育新闻网讯(通讯员娄卓男李世卓王若琳记者刘盾)近日，由中国工程院院士谢和平及其指导的深圳大学、四川大学博士团队在《自然》杂志上以深圳大学为第一单位，发表了他们的研究成果。该研究首次从物理力学和电化学相结合的全新理念出发，确立了以相变迁移为动力的海水无淡化原位直接电解制氢的新原理和新技术。该研究另辟蹊径，彻底隔绝海水离子，同时实现了高效海水原位直接电解制氢技术的突破，无淡化过程、无副反应、无额外能耗，即将海水当纯净水使用，在海水中直接原位电解制氢。此举解决了海水直接电解制氢的难题，有望形成中国独创的全球新兴战略产业“海洋绿氢”。

《自然》杂志评审专家对这一成果进行了点评：”很少有论文能够说服从海水中实现大规模稳定制氢，但论文的工作恰恰做到了这一点。他们完美解决了长期困扰海水制氢领域的有害腐蚀性问题，将为低成本燃料生产打开大门，并有望将变革推向更可持续的世界！“

报告认为，绿色零碳氢能源是未来能源发展的重要方向。海洋是地球上最大的氢矿，未来氢能源发展的重要方向就是向大海要水。然而，复杂的海水成分(约92种化学元素)，导致海水制氢面临重重困难和挑战。先淡化后制氢是目前较为成熟的海水制氢技术路径，目前已在世界多个国家进行大规模的示范工程项目。但此类技术对大规模淡化设备依赖程度较大，工艺流程复杂，占用土地资源较多，进一步增加了制氢成本和工程施工难度。

20世纪70年代初，有科学家提出，海水可以直接电解制氢吗？半个世纪以来，通过催化剂工程、膜材料科学等手段，国内外多个知名研究团队进行了大量的探索和研究，旨在解决海水直接电解制氢所面临的析氯副反应、钙镁沉淀、催化剂失活等问题。但还没有突破性的理论和原理能够完全避免海水复杂成分对电解制氢的影响，可大规模高效稳定海水直接电解制氢的原理和技术在国际上仍属空白。

谢和平院士从物理力学和电化学的结合上提出了新的思路，解决了海水直接电解制氢所面临的难题和挑战，从而开创了海水无淡化原位直接电解制氢的新原理和新技术。该成果通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程巧妙地与电化学反应相结合，建立了以相变迁移为动力的海水直接电解制氢理论模型，揭示了微米级气隙通路下界面压力差对海水自发相变传质的影响机制，形成了电化学反应协同海水迁移的动态自调稳定电解制氢方法，破解了海水电解制氢领域存在的有害腐蚀性、有害腐蚀性等半世纪难题。

同时，谢和平院士团队研制出世界上第一套400L/h海水原位直接电解制氢技术与装备，在深圳湾海水中连续运行超过3200小时，实现了从海水中稳定、大规模的制氢过程。此外，该研究团队还进一步开发了酸性和碱性固态凝胶电解质，表明相变迁移策略对不同电解质材料进行了适配，并预计伴随PEM和AEM电解质技术的迭代开发。据悉，该原理技术可探索推广到直接原位制氢的河流、废水、盐湖等多样化水资源，为资源富集浓缩和能源生产提供多效利用的新思路。正如《自然》杂志审稿专家给予这项研究的高度评价：“这项工作提供了一种吸引人的策略，即在社会和生态中使用非饮用水来生产可持续燃料，我认为这是一个重大的突破！”“