海水直接制氫入選2022年度中國科學(xué)十大進展

2023年3月17日，科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心(基礎(chǔ)研究管理中心)發(fā)布2022年度中國科學(xué)十大進展，以下10項重大科學(xué)進展入選：

1. 祝融號巡視雷達揭秘火星烏托邦平原淺表分層結(jié)構(gòu)2. FAST精細(xì)刻畫活躍重復(fù)快速射電暴3. 全新原理實現(xiàn)海水直接電解制氫4. 揭示新冠病毒突變特征與免疫逃逸機制5. 實現(xiàn)高效率的全鈣鈦礦疊層太陽能電池和組件6. 新原理開關(guān)器件為高性能海量存儲提供新方案7. 實現(xiàn)超冷三原子分子的量子相干合成8. 溫和壓力條件下實現(xiàn)乙二醇合成9. 發(fā)現(xiàn)飛秒激光誘導(dǎo)復(fù)雜體系微納結(jié)構(gòu)新機制10. 實驗證實超導(dǎo)態(tài)“分段費米面”

全新原理實現(xiàn)海水直接電解制氫

原理與技術(shù)樣機圖

海水復(fù)雜組分引起的副反應(yīng)和腐蝕性等問題一直是海水直接電解制氫難以破解的重大難題。深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平團隊通過將分子擴散、界面相平衡等物理力學(xué)過程與電化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫全新原理與技術(shù)，建立了氣液界面相變自遷移自驅(qū)動的海水直接電解制氫理論方法，形成了界面壓力差海水自發(fā)相變傳質(zhì)的力學(xué)驅(qū)動機制，實現(xiàn)了無額外能耗的電化學(xué)反應(yīng)協(xié)同海水遷移的動態(tài)自調(diào)節(jié)穩(wěn)定海水直接電解制氫。自主研制的386 L/h H2原理樣機在真實海水中穩(wěn)定制氫超過3200小時，法拉第效率近乎100%，電解能耗約5.0 kWh/Nm3H2，隔絕海水離子的同時實現(xiàn)了無淡化過程、無副反應(yīng)、無額外能耗的高效海水原位直接電解制氫技術(shù)突破，為解決該領(lǐng)域長期困擾科技界和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)難題奠定了基礎(chǔ)。