绿色城市之光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，其中包括：祝融号探测器揭示火星表面乌托邦平原的地质结构；FAST射电望远镜精确观测活跃的快速射电暴现象；全新方法实现了海水直接转化为氢气的过程；解析新冠病毒的突变特征和免疫逃逸机制；研发出高效率的全钙钛矿太阳能电池和组件；开发了一种新的开关器件，适用于高性能存储设备；成功合成了超冷三原子分子的量子相干体；在温和条件下实现了乙二醇的大规模生产_;发现飞秒激光如何塑造复杂物质的微纳结构_;以及验证了超导材料中“分段费米面”的存在。这些成果中的一个尤其引人注目的是关于“海水直接制氢”的创新技术。

据了解，长期以来，海水中复杂化学物质导致副反应和腐蚀问题一直是阻碍我们有效利用海水进行氢气生产的一大障碍。深圳大学与四川大学合作的一个科研团队，由谢和平教授带领，他们巧妙地将物理力学过程与电化学反应相结合，为解决这一难题提供了新的视角。此前，这个团队已经建立了一套理论模型来描述气液界面的自迁移行为，并推动了一种基于界面压力差驱动的传质机制。这项工作不仅实现了无需额外能量就能够协调电化学反应与溶液流动，从而稳定地在真实海水环境中生成氢气，而且还达到了极高的法拉第效率接近100%，且耗能低至每立方米五千瓦时，与业界同行相比具有显著优势。这一科技创新不仅为解决该领域长期困扰的问题打下坚实基础，也为未来可能出现更多绿色能源解决方案奠定了重要基石。