低碳节能小妙招10条无额外能耗海水直接电解制氢2022年度中国科学十大进展发布

科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）近期公布了2022年度中国科学的十大重大突破，涵盖了一系列令人瞩目的成就。这些进展包括：祝融号探测器揭示火星表面乌托邦平原的地层结构；FAST望远镜精确地观察到了活跃、重复发生的射电暴现象；全新的方法使得海水可以直接转化为氢气而不消耗额外能量；对新冠病毒的变异特征以及它如何逃避免疫系统进行了解析；成功研制出效率极高的全钙钛矿太阳能电池和相关配件；一种全新的开关器件被发明出来，为海量存储提供了前所未有的方案；超冷三原子分子的量子相干合成实现了实验验证；乙二醇在温和压力条件下合成了出来，这一过程之前一直被认为是不可能完成的任务。此外，还有关于飞秒激光如何影响复杂物质微纳结构演变的一项新发现，以及超导状态中的“分段费米面”现象得到了实证。

在这十个重大突破中，一项涉及到“海水直接电解制氢”的创新成果引起了广泛关注。这一领域长期以来一直困扰着科技界和产业界，因为海水中的各种组分会导致副反应和腐蚀性问题，使得这一过程变得异常复杂。深圳大学与四川大学联合谢和平团队则通过将物理力学过程与电化学反应结合，开辟了一条全新的解决路径。在他们的理论方法中，他们建立了一种基于气液界面的自迁移自驱动机制，并且形成了一种利用界面压力差来实现传质自变动力的机械驱动机制。最终，他们成功地实现了无需额外能量输入的情况下的电子化学反应协同与海水迁移之间的动态调节稳定。

他们设计并研发出的386L/hH2原理样机能够在真实环境中的实际操作中稳定运行超过3200小时，其法拉第效率接近100%，而其电解能耗仅约为5.0 kWh/Nm3H2。这意味着这一技术不仅能够有效隔绝离子，同时也没有淡化过程、副反应或额外能源消耗，这对于解决这个行业长时间内存在的问题具有重要意义。