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氢气→最具发展潜力的清洁能源之一% R) A# p9 `0 t" {) `) h& I
海洋→地球上最大的氢矿; Y Q' }- j- S: ]' n8 i
海上风电→清洁、可持续、高效的能源发电方式
& h& r5 `1 v' N0 E6 _) X# A小伙伴们是否有过这样的想法——% [3 V3 c& ~7 L# I! U) x$ S
如果实现" 一海两用 "6 F6 a" F8 R; i- k( o5 n
让海风发出的电
( f" f$ V, T! @+ ]& W- e原位电解海水制氢，该有多好？! v5 U3 q a1 N3 Q& O
然而，海水成分复杂、容易腐蚀电极
" p9 w0 ]9 U9 o0 w+ a& B$ c' I% {/ ]7 T致使这个想法一直停留在想象阶段
6 @' {" s, z. @! i8 T" 你们尽管想象，我们负责实现！"
* D# z' s- v+ y6 n3 g如今，这个美好的想象
' B8 T. S- N1 Y( P5 T6 M, f已经由中央企业实现！! x1 e. {9 U, B5 V2 R
6 月 2 日
- w0 b k/ Q. d) B经中国工程院专家组现场考察后确认3 \: v% v& R+ v' g& m4 Q) N
由东方电气集团% m. m& p3 {4 I0 t" Z
与深圳大学 / 四川大学谢和平院士团队$ S) \/ P4 u6 i' I- A5 r% I
联合开展的全球首次海上风电) K& U6 G b+ }% I
无淡化海水原位直接电解制氢技术海上中试; c! ^+ j" G7 v# ?
在福建兴化湾海上风电场获得成功
% P+ X1 u; s, d2 y) n) a; O. s7 p) l% B0 p( }9 q. j
+ Y. b( H E) y1 k5 ]
, D6 o) x: Y6 s2 z/ S本次试验得到中国工程院、
4 n1 \/ R7 |- g: x: E# b6 P$ I福建省、福州市、福清市、
V6 j# w) n2 [: t中国三峡集团、福建能投集团的大力支持, J8 a2 Z7 [+ ?4 ^ b; \% A
中国工程院专门组织院士专家组赴现场考察
+ a0 k. i# W8 U* d$ j9 P3 L( O见证了海试情况
/ d. @, z J: N6 {0 B, ~专家组认为1 Y3 |+ ~* a6 |$ Z3 N1 S) }2 s
海水无淡化原位直接电解制氢装备
8 K7 D5 d/ A( n2 ~5 r设计合理、运行稳定
' r6 q0 |: K: E# t试验验证了该项技术的可行性
W* ^' B( E& \, W4 J2 n) q可以作为未来海上+ l& g! l* w8 H9 t3 Y. Z. I
可再生能源制氢的重要发展路径
6 O5 F' w+ Q- w- ^. f此次海上中试于
# h, i, H; O Q0 U5 月中、下旬* i4 T. y1 }& r& p5 _
在福建兴化湾海上风电场开展0 V: W& S: X" X0 F3 k
使用的是由东方电气集团
& F8 e1 X$ q' `; w( d# C与中国工程院谢和平院士团队联合研制的3 z2 y3 E; d* ^) [# ~
全球首套与可再生能源相结合的; Z' ~; }+ b5 N" i6 O
漂浮式海上制氢平台 " 东福一号 "$ ~( Y8 N. [7 ?$ a. l0 y
2 E. ]6 ~0 z- S7 X该平台也是海水无淡化
. f# k1 p5 z- B8 |* e& |- e原位直接电解制氢海试样机' _. J1 ~7 w, c
集成了原位制氢、智慧能源转换管理、
0 ^4 P: f8 u+ W e安全检测控制、装卸升降等系统于一体! y4 D/ B! E' O8 w6 S1 v. P" D
在经受了 8 级大风、1 米高海浪、
7 E! m3 u, i. w" O! E/ }暴雨等海洋环境的考验后% N( l; Z8 P/ a7 m2 f
连续稳定运行了超过 240 小时
* F- |# ?/ [% N: r; N验证了由中国科学家原创的
7 f( {% Q d+ O: s7 X; w海水无淡化原位直接电解制氢原理与技术
: D) F- ]" S& C l% g. J在真实海洋环境下的可行性和实用性
& e7 w6 p( U( B专家组还指出, a/ Q& h7 ?6 o4 {8 p4 g7 U
本次海试成功的意义体现在：
" q* E& f) h6 D( O/ z01
{9 Y9 S8 @0 V- c+ [' d( E, |- u首次实现了中国学者提出的全新原理技术在真实环境下的可行性和稳定性；
& M/ q: _9 P# u" D8 \" }4 J02% x, C7 B" e: T+ K% ?
首次实现了海上风电可再生能源和海水直接制氢的一体化技术体系；
0 u# ^* r, }9 ^6 S# ^* z: v03
7 L+ j/ ]0 m A. C& }8 ?7 l' g首次验证了海上风电无淡化直接制氢抗海洋环境干扰的可行性；. n' I3 A/ P+ M6 j/ a* {
04
2 @5 n; S- x; g7 o5 `$ B3 t5 b首次实现了 Nature 正刊前沿成果到工程试验的中国速度；, b$ N6 X' e9 f: z
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! }/ q6 a; H6 n1 _ u0 S) n中国工程院院士团队落实我国 " 高水平科技自立自强 " 的实践案例之一，实现了从独创性原理、颠覆性技术、国产化装备到特色电解制氢工业模式的中国科技自立自强发展路径。
! f1 l" v& |' X* _/ z/ k
. F; L& J- R5 T7 d- B, a+ ?6 ?" ?. n }4 X- j
) v/ W; d2 `) G# W据了解
' }7 |( `3 ~9 J& o A海水无淡化原位直接电解制氢技术成果& L2 @, K3 z$ i1 {8 c/ B/ a
由谢和平院士团队
. O8 V# l' M/ i* t: n" M于 2022 年 11 月 30 日在 Nature 正刊发表' X6 z) D- `; e7 N0 g. M
被评为2022 年中国科学十大进展之一. A( N' G& V+ ?, Y! e: E
2022 年 12 月 16 日) A. Q. e+ O: ]! a( p$ b8 c
东方电气集团
7 I0 b) R! P, r- i" d与深圳大学 / 四川大学谢和平院士团队签署协议% ~5 S: f* `+ n& g8 b" N
正式开展该项技术联合创新
+ X5 w/ h" S0 W; o& U4 C并由东方电气集团负责成果转化和产业化
; L! v9 l% E: y; A4 X2 @. M9 H' T: U8 \* x2 C5 ]
( C. ]$ L8 D6 D
- \. ~7 d* z; r! R! A1 Q
伴随着全球能源转型，氢能无疑将会成为未来重要能源之一。采用绿色电力电解水制氢是实现零碳能源的重要途径。这一方面要克服淡水资源短缺的矛盾，另一方面还需克服以风电为代表的可再生能源发电波动大的问题。
( q5 f8 E) [' W8 h海洋是地球上最大的氢矿，向大海要水是未来氢能发展的重要方向。然而，海水成分非常复杂（包含 92 种化学元素），还含有大量微生物和悬浮颗粒，导致有害腐蚀性和毒性、催化剂失活、电解效率低等诸多技术瓶颈与挑战。
6 H0 W3 I! S; c. i为此，以海水为原料制氢形成了海水直接制氢和间接制氢两种不同的技术路线。其中，海水间接制氢本质上是淡水制氢，该类技术严重依赖大规模淡化设备，工艺流程复杂且占用大量土地资源，进一步推高了制氢成本与工程建设难度。另一条路线是海水直接电解制氢，国内外知名研究团队对该路线进行了大量探索研究，但是迄今为止的半个世纪以来，仍然未有突破性的理论与原理彻底避免海水复杂组分对电解制氢体系的影响，成为了近半世纪世界性难题。
" X* X. U& g7 H针对前述挑战，谢和平院士团队通过艰辛探索，开创了海水原位直接电解制氢全新颠覆性、革命性原理与技术，建立了全新的海水直接电解制氢理论方法，实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的规模化高效海水原位直接电解制氢，全面解决了多年困扰科技界和产业界的难题，完美破解了海水电解制氢领域的半世纪难题，实现了把取之不尽的海水当纯水一样直接用于电解制氢。1 R. v' k; F$ M' g" N; J
坚持以高水平科技自立自强为目标 q& j: l- T8 X$ k2 o1 h
着力构建融合式开放式创新体系
8 g: f# R& B3 G全力打造原创技术策源地, G, V# W; r8 r0 J J* d
奋力把科技的命脉牢牢掌握在自己手中！, g7 A7 n4 a3 M7 ^ i K
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) v. f% V8 P( m# S& C推荐阅读
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（点击图片即可获取全文）# g6 g8 Q( d) I" y$ B! P5 K
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2 c! F' c5 f0 u/ I: T' t! @责任编辑丨李虹萦
* b" ^7 P' l: m5 v# A' ]. i5 r执行主编丨刘海草 张灏然- v) v, f) N% y
内容来源 | 东方电气集团& O4 h5 y8 g( c
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发表于 2023-6-5 01:18:33
