低碳环保产品盛宴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重复快速射电暴现象；全新的方法实现了无需额外能量的海水直接转化为氢气过程；科学家们揭示了新冠病毒的突变机制及其免疫逃逸策略；研发出高效率的全钙钛矿太阳能电池和相关组件；开发了一种基于全新原理的开关器件，用于提高海量存储设备的性能；成功合成了超冷三原子分子的量子相干状态；在温和压力条件下实现乙二醇化学合成反应发生；发现飞秒激光如何诱导复杂材料形成微纳级别结构变化规律；实验验证了超导体中“分段费米面”的存在。其中，“海水直接制氢”这一领域取得的一项重要进展尤其值得关注。此前，海水中的多种物质以及副反应和腐蚀问题一直是阻碍该技术普及的一个主要障碍。深圳大学与四川大学合作的小团队通过将物理学上的分子扩散、界面平衡等概念与化学反应相结合，开辟了一条新的路径来解决这个难题。这一工作建立了一套理论框架，以便在没有额外能源的情况下，使得海水能够自行驱动其自身进行直接转化为氢气，而不需要任何辅助操作。此外，他们还推出了一个386升/小时H2样本装置，该装置能够在真实环境下的海水中稳定运行超过3200小时，其法拉第效率接近100%，并且只消耗5.0千瓦时/每立方米H2，这意味着这项技术几乎没有所谓的“副产品”。此举不仅解决了长期困扰科技界和产业界的问题，也为未来的应用奠定了坚实基础。