读创/深圳商报首席记者 吴吉

3月17日，科技部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布2022年度中国科学十大进展。祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构等10项重大科学进展，从30项候选进展中脱颖而出。其中，深圳大学谢和平院士团队成果“全新原理实现海水直接电解制氢”入选。

谢和平院士院队在工作

根据得票高低，2022年度中国科学十大进展分别为：祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构；FAST精细刻画活跃重复快速射电暴；全新原理实现海水直接电解制氢；揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制；实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件；新原理开关器件为高性能海量存储提供新方案；实现超冷三原子分子的量子相干合成；温和压力条件下实现乙二醇合成；发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制；实验证实超导态“分段费米面”。

“全新原理实现海水直接电解制氢”是深圳大学/四川大学谢和平院士团队成果。谢和平团队通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应结合，开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术，建立了气液界面相变自迁移自驱动的海水直接电解制氢理论方法，形成了界面压力差海水自发相变传质的力学驱动机制，实现了无额外能耗的电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定海水直接电解制氢。

自主研制的386 L/h H2原理样机在真实海水中稳定制氢超过3200小时，法拉第效率近乎100%，电解能耗约5.0 kWh/Nm3 H2，隔绝海水离子的同时实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢技术突破，为解决该领域长期困扰科技界和产业界的技术难题奠定了基础。

相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢原理

由于淡水资源紧缺，向大海要水是未来氢能发展的重要方向。但复杂的海水成分（约92种化学元素）导致海水制氢面临诸多难题与挑战，先淡化后制氢工艺流程复杂且成本高昂。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，另辟蹊径，彻底隔绝海水离子同时实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢技术突破（即把海水当纯净水用，在海水里直接原位电解制氢），破解了海水直接电解制氢半世纪难题，可望形成中国原创的“海洋绿氢”全球新兴战略产业。

谢和平院士团队的该项成果于2022年11月30日登上《自然》，深圳大学为第一单位。《自然》的评审专家评述该成果：“很少有论文能够令人信服地从海水中实现规模化稳定制氢，但该论文的工作恰恰做到了这一点。他们完美地解决了有害腐蚀性这一长期困扰海水制氢领域的问题，将打开低成本燃料生产的大门，有望推动变革走向更可持续的世界！”

今年1月，该项成果入选由中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的“2022年中国十大科技进展新闻” ，此外还入选了《细胞》旗下Innovation Focus 2022全球十大创新焦点。

谢和平院士透露了携手共创全球海水制氢新时代的“三步走战略”

2022年12月，谢和平院士团队与东方电气股份有限公司、东方电气（福建）创新研究院有限公司签署了‘海水无淡化原位直接电解制氢原创技术中试和产业化推广应用’的合作协议。当时，谢和平院士表示，将通过“三步走战略”携手共创全球海水制氢新时代：第一步共同推进海上中试示范验证，树立海上可再生能源直接制氢领域标杆；第二步全力攻关第二代海水无淡化原位直接电解制氢核心技术，迭代发展并优化升级核心技术及装备，始终保持海水直接制氢的技术领先优势，引领非纯水电解制氢新模式；第三步与东方电气共同面向全球企业合作共赢推进产业化，引领海上风电等可再生能源与海水直接电解制氢一体化全新工业模式。

兔年春节期间，谢和平院士团队研究员、深圳大学访问教授、海水制氢团队核心成员刘涛接受读创/深圳商报记者采访时表示，团队目前的第一阶段任务，就是尽快建成一个海上风电和海水制氢耦合技术的海上中试示范。

审读：喻方华