雙碳目標(biāo)下，綠氫被視作未來清潔能源的核心載體。但長(zhǎng)期以來，淡水依賴、電極結(jié)垢、副產(chǎn)氯氣、成本居高不下，讓海水直接制氫長(zhǎng)期停留在實(shí)驗(yàn)室階段。近日，海南大學(xué)田新龍團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院寧波材料所，在《自然·通訊》發(fā)表重磅成果，以“不粘鍋電極+氫鎂聯(lián)產(chǎn)”給出中國(guó)方案，被業(yè)內(nèi)稱為海水制氫的顛覆性突破。

傳統(tǒng)電解水制氫必須使用高純度淡水，而地球水資源中海水占比超97%。直接電解海水看似近水樓臺(tái)，卻繞不開三大行業(yè)死穴：海水中鎂、鈣離子遇氫氧根迅速生成氫氧化鎂沉淀，幾小時(shí)就把電極“糊死”；氯離子易在陽(yáng)極氧化產(chǎn)生有毒氯氣，腐蝕設(shè)備、污染環(huán)境；海水預(yù)處理與防垢系統(tǒng)推高成本，讓綠氫難以市場(chǎng)化。

海南大學(xué)團(tuán)隊(duì)用一項(xiàng)電極創(chuàng)新破解死局。研究人員在鉑電極表面進(jìn)行碘離子修飾，使電極界面帶上負(fù)電；電解生成的氫氧化鎂顆粒同樣帶負(fù)電，靜電排斥讓沉淀無法附著，實(shí)現(xiàn)“不粘”效果。這套“不粘鍋電極”讓天然海水直接電解，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超5000小時(shí)，性能無明顯衰減，同時(shí)抑制氯離子氧化，全程不產(chǎn)氯氣，安全環(huán)保。

更具產(chǎn)業(yè)價(jià)值的是一電兩用、一水雙收。陰極發(fā)生析氫反應(yīng)產(chǎn)出高純氫氣，海水中鎂離子同步生成氫氧化鎂沉淀并自動(dòng)沉降收集。數(shù)據(jù)顯示，每產(chǎn)出1公斤氫氣，可聯(lián)產(chǎn)約15公斤高純度氫氧化鎂。氫氧化鎂是高端阻燃劑、環(huán)保脫硫劑與航天新材料原料，市場(chǎng)價(jià)值可觀，基本覆蓋制氫成本，把“成本負(fù)擔(dān)”變成“收益來源”。

目前，團(tuán)隊(duì)已完成工程樣機(jī)開發(fā)，無需海水預(yù)處理，直接接入天然海水即可穩(wěn)定產(chǎn)氫產(chǎn)鎂。從微型電極到大面積電極放大實(shí)驗(yàn)順利完成，正推進(jìn)百千瓦級(jí)系統(tǒng)驗(yàn)證，為沿海與海島場(chǎng)景規(guī)?；涞劁伮?。這項(xiàng)技術(shù)在常溫常壓下運(yùn)行，可與海上風(fēng)電、光伏等綠電深度耦合，打造零碳?xì)淠芄┙o體系。

從行業(yè)視角看，該成果改寫綠氫發(fā)展邏輯：不再“與民爭(zhēng)水”，轉(zhuǎn)向向海洋要能源；不再“單產(chǎn)虧本”，實(shí)現(xiàn)氫鎂雙產(chǎn)、以副養(yǎng)主。它不僅解決海水制氫長(zhǎng)期卡脖子問題，更打開海洋資源高值化新路徑，對(duì)沿海工業(yè)、遠(yuǎn)洋航運(yùn)、海島能源保障意義重大。

業(yè)內(nèi)評(píng)價(jià)，這不是實(shí)驗(yàn)室曇花一現(xiàn)，而是從原理到工程化的全鏈條突破。隨著中試推進(jìn)與工藝成熟，海水制氫有望快速走向商業(yè)化，讓綠氫真正低成本、大規(guī)模走進(jìn)產(chǎn)業(yè)與生活。向海取能、以氫逐綠，海南大學(xué)這項(xiàng)顛覆性技術(shù)，既彰顯基礎(chǔ)研究硬實(shí)力，也為雙碳與海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略提供關(guān)鍵支撐。