中国科研团队创新提出海水电解制氢新方法

北京10月2日电 近日，中国科学院理化技术研究所的研究团队首次提出了一种新方法：采用交流电代替传统的直流电来直接电解海水生成氢气（AC-DSE）。这一创新方法从根本上解决了海水电解制氢过程中的沉淀问题。相关研究成果已在《德国应用化学》期刊上发表。

绿氢被视为清洁能源转型的重要途径。直接电解海水制氢的方式避免了对淡水资源的依赖，并能够与海上风力和光伏等可再生能源相结合，是实现绿氢大规模生产的理想选择。然而，传统直流电在电解过程中，阴极上产生的氢氧根离子会与海水中的镁、钙等离子反应，形成氢氧化镁和氢氧化钙等沉淀物，这些沉淀物会堵塞活性位点、影响膜的通透性，增大系统的电阻，导致制氢效率明显下降，成为行业发展的瓶颈。

研究人员提出的交流电新策略利用了其极性周期性反转的特性，使同一电极交替充当阴极和阳极。在阴极半周期产生氢氧根离子后，阳极半周期使这些离子被动实时消耗，从而动态调节电极表面的氢氧根离子浓度，有效避免了沉淀的形成。团队在三种不同的反应体系中进行了验证，实验结果显示该策略在抑制沉淀方面效果良好，且电流反应稳定。

“这一技术展示了显著的经济性和灵活性，”师文生研究员指出，使用该方法不需要进行海水预处理或使用离子交换膜，显著降低了氢气生产的成本和系统的复杂性，并能与海上可再生能源发电系统结合，体现出“海上发电—就地制氢”的一体化解决方案，为氢能产业链提供可持续、低成本的绿氢。此外，通过与乙二醇氧化反应耦合，在氢气生产的同时还可生成高附加值的乙醇酸，提升了经济效益。