中新網(wǎng)北京10月1日電 (記者 孫自法)記者10月1日從中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所(理化所)獲悉，該所低溫科學(xué)與技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室最近首次提出以交流電替代傳統(tǒng)直流電驅(qū)動(dòng)直接電解海水制氫策略，實(shí)現(xiàn)海上發(fā)電就地制氫，從根源上破解了海水電解制氫的沉淀瓶頸難題。

　　這項(xiàng)技術(shù)成果展現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟(jì)性與靈活性優(yōu)勢(shì)：無需海水預(yù)處理和離子交換膜，顯著降低了制氫成本與系統(tǒng)復(fù)雜度，且可與海上可再生能源發(fā)電系統(tǒng)耦合，實(shí)現(xiàn)“海上發(fā)電—就地制氫”一體化，為氫能產(chǎn)業(yè)鏈上游提供低成本、可持續(xù)的綠氫來源。

　　同時(shí)，交流電直接電解海水制氫的新策略，通過耦合乙二醇氧化反應(yīng)，可在產(chǎn)氫的同時(shí)聯(lián)產(chǎn)高附加值乙醇酸產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)“一電兩得”，進(jìn)一步提升經(jīng)濟(jì)效益。

　　研究團(tuán)隊(duì)介紹說，傳統(tǒng)的直流海水電解制氫工藝中，陰極析氫反應(yīng)生成的氫氧根離子會(huì)與海水中高濃度鎂、鈣離子結(jié)合，生成氫氧化鎂、氫氧化鈣等沉淀物。這些沉淀像水垢一樣包覆活性位點(diǎn)、污堵隔膜、增加歐姆損失，導(dǎo)致系統(tǒng)的制氫性能快速大幅衰減，成為嚴(yán)重制約行業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

　　為此，研究團(tuán)隊(duì)提出用交流電替代直流電的全新策略，利用交流電極性周期性反轉(zhuǎn)的特性，使同一電極交替充當(dāng)陰極和陽極。在陰極半周期產(chǎn)生的氫氧根離子，隨后在陽極半周期被原位實(shí)時(shí)消耗，從而動(dòng)態(tài)調(diào)控電極表面氫氧根離子濃度，有效抑制沉淀形成。

　　他們表示，直接海水電解制氫可繞開淡水資源約束，并與海上風(fēng)電、光伏等可再生能源耦合，是推動(dòng)綠氫規(guī)模化生產(chǎn)的優(yōu)選路線。

　　研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步在三種不同反應(yīng)體系中完成概念驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)表明該策略可有效抑制沉淀，反應(yīng)電流持續(xù)穩(wěn)定。

　　據(jù)悉，本項(xiàng)研究的相關(guān)成果論文，近日已在國(guó)際專業(yè)學(xué)術(shù)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表。(完)