海水製氫技術新進展

圖 利用海水生產氫氣燃料的策略。

a) 開發了電解海水的技術-利用電力將水（H₂O）分成氫氣（H₂）和氧氣（O₂）。

b) 一個縮小的海水電解係統每小時產生386 L的氫氣，設計緊湊。它在3200小時內表現出穩定的性能。在長期運行後
，沒有發現電解係統中的雜質明顯增加。

專zhuan家jia們men認ren為wei，使shi用yong可ke再zai生sheng電dian力li將jiang水shui分fen成cheng氫qing氣qi和he氧yang氣qi是shi生sheng產chan氫qing氣qi燃ran料liao的de最zui清qing潔jie途tu徑jing。但dan是shi我wo們men生sheng活huo的de世shi界jie中zhong，清qing潔jie的de水shui是shi一yi種zhong珍zhen貴gui的de商shang品pin，世shi界jie上shang三san分fen之zhi一yi的de人ren都dou不bu容rong易yi獲huo得de。中zhong國guo的de研yan究jiu人ren員yuan現xian在zai已yi經jing製zhi造zao了le一yi個ge可ke以yi直zhi接jie分fen離li海hai水shui來lai製zhi造zao氫qing燃ran料liao的de裝zhuang置zhi。

發表在《Nature》期刊上的A practical method for splitting seawater into hydrogen fuel研究成果對這一裝置進行了報道，該裝置的開發者說
，它可以提供一個可持續的、實用的製氫途徑。中國南京工業大學化學工程係教授邵宗平說："我們的策略以類似於淡水分離的方式實現了高效
、尺寸靈活和可擴展的直接海水電解，而操作成本沒有明顯增加。

目前90%以上的氫氣是由化石燃料生產的，在這個過程中導致了大量的二氧化碳排放。海洋可以成為廉價、無排放氫氣的無盡來源。但是，用今天的電解設備分解海水是很困難的。

dianjiecaoyoulianggetuyoucuihuajidedianji

，shidianliutongguoshui。dangqiticongliangbiandeshuizhongmaochushi
，yicengmojiangqingqiheyangqifenkai。danshihaishuizhongdezazhihuiyinqifufanyinghefushi。jutilaishuo，yangjicuihuajihuijianghaishuizhongdelvlizizhuanhuaweilvqi。lvqishiyizhongjidufanyingxinghefushixingdeqiti，takeyishicuihuajihedianjituihua
，suoduanshebeideshiyongshouming。haishuizhongdeqitalizi，rumeihegai
，yehuiyucuihuajifashengfanying，bingxingchengfuchanpin，kenenghuizusaimo。ciwai，suoyouzhexiefufanyinghuijiangdidianjiecaodexiaolv。

去qu除chu海hai水shui中zhong的de鹽yan分fen和he雜za質zhi是shi解jie決jue這zhe個ge問wen題ti的de一yi個ge方fang法fa，但dan是shi海hai水shui淡dan化hua和he淨jing化hua需xu要yao大da量liang的de能neng源yuan，而er且qie價jia格ge昂ang貴gui。在zai過guo去qu，研yan究jiu人ren員yuan也ye曾zeng嚐chang試shi在zai催cui化hua劑ji上shang塗tu覆fu塗tu層ceng以yi防fang止zhi這zhe些xie副fu反fan應ying。邵shao宗zong平ping教jiao授shou說shuo
，這zhe種zhong方fang法fa取qu得de了le一定的效果，但並不真正實用。其他研究人員已經製造了小型實驗室規模的太陽能電解裝置
，它是無膜的
，但它們通常需要泵。

南京工業大學的邵宗平教授、深shen圳zhen大da學xue的de謝xie和he平ping教jiao授shou以yi及ji他ta們men的de同tong事shi選xuan擇ze保bao留liu膜mo。他ta們men重zhong新xin設she計ji了le電dian解jie係xi統tong，使shi離li子zi和he雜za質zhi遠yuan離li電dian極ji，這zhe樣yang就jiu不bu會hui出chu現xian副fu作zuo用yong或huo腐fu蝕shi。在zai他ta們men的de設she備bei中zhong
，兩liang個ge電dian極ji被bei一yi層ceng薄bo膜mo隔ge開kai
，使shi氧yang氣qi和he氫qing氣qi分fen開kai，浸jin入ru濃nong縮suo的de氫qing氧yang化hua鉀jia電dian解jie液ye中zhong。多duo孔kong膜mo將jiang電dian解jie質zhi和he海hai水shui分fen開kai，每mei一yi側ce都dou有you多duo孔kong膜mo。富fu含han氟fu的de膜mo將jiang液ye態tai水shui擋dang在zai外wai麵mian，但dan讓rang水shui蒸zheng氣qi通tong過guo。當dang電dian流liu通tong過guo電dian極ji時shi
，電dian解jie液ye溶rong液ye中zhong的de水shui就jiu會hui被bei分fen解jie。溶rong液ye的de濃nong度du進jin一yi步bu增zeng加jia，在zai電dian解jie質zhi和he膜mo外wai麵mian的de海hai水shui之zhi間jian產chan生sheng了le壓ya力li差cha。這zhe導dao致zhi海hai水shui自zi發fa蒸zheng發fa，水shui蒸zheng氣qi通tong過guo膜mo擴kuo散san到dao電dian解jie質zhi中zhong，在zai那na裏li它ta又you變bian成cheng了le液ye態tai水shui，補bu充chong了le之zhi前qian被bei電dian解jie的de水shui。

通過這種方式
，在電極上電解水可以保持清潔的水不斷流向電極，同時將海水中的離子和其他雜質擋在膜的外麵。"因此

，不需要額外的能量來確保水進入係統
，"邵宗平教授說，"這意味著我們的電解槽的能源消耗與工業堿性電解槽的能源消耗相似。膜的成本非常低，而且它具有較好的防汙性能"。

為了展示該設計的實用性，該團隊製作了一個包含11個電解池的示範裝置。他們使用來自深圳灣的真實海水對其進行了測試。該係統按照預期工作了130多天，沒有出現故障，每小時生產386 L氫氣。研究人員現在正試圖提高該係統的效率。他們說keyitongguochangshiqingyanghuajiayiwaidedianjiezhi，yijibutongdedianjihecuihuajicailiaolaitigaoxingneng。shaozongpingjiaoshoushuo，tamendeshebeikeyongyushengchanqingqi
，tongshicongshuizhonghuishouyouyongdeziyuan，ruli。erqietahaikeyikuozhandaoqingqishengchanyiwaideyingyong
，ruqingligongyefeishui。