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读特客户端·深圳新闻网2022年12月2日讯(深圳特区报首席记者 焦子宇)11月30日,中国工程院院士谢和平与其指导的深圳大学/四川大学博士团队以深圳大学为第一单位在《Nature》上发表了题为“A membrane-based seawater electrolyser for hydrogen generation”的研究成果。该研究首次从物理力学与电化学相结合的全新思路,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,破解了海水直接电解制氢半个世纪的难题,可望形成中国原创的“海洋绿氢”全球新兴战略产业。

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上世纪70年代初就有科学家提出,海水可否直接进行电解制氢?半个世纪以来,国内外知名研究团队不断探索,却未有突破性进展。在该研究成果中,谢和平院士提出了从物理力学与电化学相结合的全新思路,破解海水直接电解制氢面临的难题与挑战,从而创造性地开创了海水无淡化原位直接电解制氢新原理与技术。该成果通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应巧妙结合,建立相变迁移驱动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节稳定电解制氢方法,破解了有害腐蚀性这一困扰海水电解制氢领域的半个世纪的难题。同时,谢和平院士团队研制了全球首套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3200小时,从海水中实现了稳定和规模化制氢过程。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,以表明相变迁移策略适配不同电解质材料,并有望伴随PEM和AEM电解技术迭代发展。

据悉,该原理技术可探索推广到多元化水资源(如河水、废水、盐湖等)直接原位制氢,为资源富集浓缩与能源生产提供多效利用新思路。

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