近年来，随着可再生能源成本的下降和氢能应用需求的增加，电解水制氢行业快速发展。由于我国淡水资源紧缺，因此以海水为原料进行电解制氢是未来氢能发展的重要方向。但是现有电解水技术大都基于纯水，目前海水制氢在装备技术、降本路径等方面尚有诸多瓶颈。

近日，“水上智氢”项目团队从电解槽的三大部材：电极、隔膜和极板的技术革新出发，推出了原位电解海水制氢的专业行业解决方案，有助于海水制氢规模化发展，并有望显著降低绿氢生产成本。

图1 项目成员在工厂进行关键零件性能测试

项目的最大创新点在于利用材料高通量筛选的先进技术，结合机器学习模型预测催化电极材料的关键性能。最终，研究团队选定了具有最佳H*吸附自由能的Fe, F共掺杂NiO材料作为理想的电极材料。这种催化电极不仅显著减少了电解海水过程中有毒氯气的生成，保障了工人的安全，而且能够极大地提高氢气的产率，有望显著降低绿色氢能的生产成本，推动其商业化应用。这不仅有助于减少全球温室气体排放，还为可持续发展目标提供了一个关键的技术路径。这一技术的推广应用可能会在全球范围内加速清洁能源转型，促进可再生能源的广泛应用和普及。

第二个创新点是全新设计的具有Π共轭结构的全碳主链碱性过滤隔膜。这种隔膜具备高离子选择性，能有效阻止海水中的多种离子（如Mg2+、Ca2+和SO42-）进入电解槽，从而极大地减少电解槽的堵塞和海水对设备的腐蚀。这项高效过滤隔膜的研发不仅提升了电解过程的稳定性和效率，同时在源头上有效地保护了设备，延长了其使用寿命。这对于提升氢能生产的可持续性和经济效益具有重要意义，使我国绿氢产业有望加速发展。

图2 项目创始人与导师讨论核心工艺

第三个亮点是BBP一体式钛基双极板。通过将扩散焊接工艺与电化学镀镍防腐工艺有效结合，很大程度上规避电解槽极板易腐蚀、变形等问题的出现，相较于传统钢极板，其在海水中的服役年限得以大幅提升。该技术革新可助推电解槽向深远海复杂水域发展，解决深远海可再生电力消纳问题，利用可再生电力就地制氢，或将成为未来深远海可再生能源的主要应用方式。

“水上智氢”项目的实施预计将显著提升氢能相关产业的经济效益和产品质量，从而增强市场竞争力。更值得一提的是，该项目将为沿海地区带来更多的就业机会，助力我国沿海地区实现高水平经济发展。

总体来看，“水上智氢”项目正在尝试从实验室迈向产业化道路。在未来，我们相信在海上风电、氢能开发与储运等多项技术的融合发展下，包括“水上智氢”在内的海水制氢项目终会迎来大规模产业化应用，实现海水制氢产业良性循环发展。