川观新闻记者 钟帆

氢能被视为未来的清洁能源之星，但制氢如何摆脱“资源依赖”，一直是个难题。4月9日，四川大学/深圳大学谢和平院士团队在《自然综述：清洁技术》发表海水直接制氢相关研究成果。该研究首次将真实海洋环境多因素耦合作用纳入海水制氢研究体系，系统打通了从微观反应机制到宏观工程放大的全链条认知，创新性提出海水直接电解制氢规模化产业化应用的系统评估框架，为“海洋绿氢”产业发展提供了核心理论支撑与方向指引。

长期以来，全球能源体系与开发路径始终锚定“资源禀赋”来构建。但现有制氢依赖化石能源重整或纯水电解，仍难以跳出“资源依赖”的束缚——前者伴随大量碳排放，后者受电力供给与淡水资源双重限制。海水直接制氢，将打破能源供给对地域资源以及以锚定“资源禀赋”构建的传统能源开发现有路径的深度依赖。

海水直接制氢的静态与动态挑战

自上世纪70年代国际学术界提出海水直接电解制氢构想以来，国际海水直接制氢研究多聚焦于催化剂改性、非对称电解和膜孔筛分，始终未能彻底解决海水复杂组分引发的析氯副反应、催化剂失活、系统腐蚀等行业共性难题。同时，绝大多数研究基于理想模拟海水体系开展，缺乏对真实海洋环境中海水成分波动、风浪扰动、盐雾腐蚀、可再生能源出力波动等多因素耦合作用的系统认知，导致实验室成果与工程化应用之间存在巨大鸿沟。

针对上述技术发展核心痛点，谢和平团队的研究，系统梳理了海水直接电解过程的关键微观机制，明确了复杂离子环境下析氧/析氯竞争反应、钙镁离子沉积、界面传质变化等对海水直接电解制氢系统的稳定性与能量效率影响作用机制；并结合国际主流技术路线，系统分析了不同方案的工程放大适用性与局限性，首次建立了微观反应机制与宏观系统运行之间的关联认知准则，填补了领域内微观基础与工程应用脱节的研究空白。

真实海洋环境视角下的海水制氢

该研究首次将研究视角从实验室理想体系拓展至真实海洋工程场景，构建了涵盖材料性能、界面过程、装置结构、海洋环境因素、可再生能源适配性的全维度系统评估框架，为海水制氢全链条技术优化、工程化设计与规模化放大提供了清晰、可量化的指导标准。同时，该成果系统梳理了海水直接制氢“微观机制—系统放大—环境适应性”的发展脉络和全链条理论体系，不仅为全球海水制氢不同技术路径的协同发展提供了统一的理论参考，更为推动海水直接制氢技术从实验室迈向规模化产业化应用奠定了理论基础。

（图据四川大学）

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