电解海水制氢

全球淡水资源极端有限，仅占总水量的3.5%左右，而海水资源丰厚，怎么运用丰厚的海水完成动力循环运用变得特别重要。海水淡化是处理饮用水资源缺少问题的一个重要途径，也是运用海水资源的一种可行办法，但是现在广泛运用的蒸馏法和膜处理法都存在本钱过高的问题。

加速氢能经济体系建造，是完成碳达峰和碳中和的重要确保。日前，国务院印发的《2030年前碳达峰举动计划》提出，要“集中力量展开低本钱可再生动力制氢等技能立异”“加速氢能技能研制和演示运用，探究在工业、交通运输、修建等范畴规模化运用”。

海水占地球悉数水量的96.5%,与淡水不同,其成分非常复杂,触及的化学物质及元素有92种。海水的盐度大约为35psu(35‰),其间钠、镁、钙、钾、氯、硫酸离子占海水总含盐量的99%以上。海水中所含有的很多离子、微生物和颗粒等,会导致制取氢气时产生副反应竞赛、催化剂失活、隔阂堵寒等问题,为此,以海水为质料制氢构成了海水直接制氢和直接制氢两种不同的技能道路。

海水直接制氢的道路首要经过电解水制氢或光解水制氢办法制取,全球首要研讨机构有中国科学院、法国国家科学研讨中心、日本东北工业大学、北京化工大学、印度科学工业研讨理事会、美国休斯敦大学等；海水直接制氢则是将海水先淡化构成高纯度淡水再制氢,即海水淡化技能与电解、光解、热解等水解制氢技能的结合。

当时，全球90%以上的氢气由碳基动力制取（煤制氢、天然气制氢）。在不久前举办的2021全球绿色开展高峰论坛上，中国工程院院士、深圳大学深地科学与绿色动力研讨院院长谢平和指出，如果把质料和碳汇考虑进去，水制氢是未来制氢的一个方向，但全球淡水资源缺少，因此“海水原位无淡化直接电解制氢技能在理论、技能及战略上均具有重要意义”。

2021年7月，中国科学院宁波资料技能与工程研讨所传出音讯，该所燃料电池技能团队根据前期开发多年的扁管型固体氧化物燃料电池，立异性地尝试了在高温下进行海水电解制氢的研讨。在未运用任何贵金属催化剂的情况下，获得了最高72.47%的能量转化功率。长时间试验后电池的内部结构、成分和功能均未产生明显变化，电解电压亦远低于室温电解槽。

科研人员直接运用从宁波市近海取回的海水，选用鼓泡法，以氢气为载气带着海水挥发物，通入固体氧化物电解池在750℃下进行电解。该办法因为先将海水加热蒸腾，海水中的绝大部分杂质不与电解槽触摸，因此难以对电解槽形成损坏。

近来，天津大学教授朱成功团队与南开大学教授程方益团队协作，提出一种高活性、低本钱，在工业级电流密度下仍然具有杰出催化稳定性的催化剂——碳掺杂纳米孔磷化钴（C-Co2P），为海水电解大规模制氢供给了新视角。