近年來(lái)，再國(guó)家政策的支持下，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。制氫想項(xiàng)目是全球范圍內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)，隨著可再生能源技術(shù)的不斷發(fā)展，制氫行業(yè)也迎來(lái)新的機(jī)遇。海洋是最大的氫礦，海水制氫將為綠氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供新的途徑。
近日，我國(guó)首個(gè)搭載海上移動(dòng)平臺(tái)建設(shè)離網(wǎng)型海上綠電制氫耦合氫基化工的海洋氫能示范建設(shè)取得了重大進(jìn)展，此系統(tǒng)為國(guó)家能源集團(tuán)氫能科技有限責(zé)任公司及煙臺(tái)中集來(lái)福士海洋工程有限公司等聯(lián)合研發(fā)。專家表示，一站式海上綠色氫醇氨生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)的發(fā)布，為我國(guó)深遠(yuǎn)海風(fēng)光電力消納提供了可借鑒的解決方法，也為未來(lái)海上氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展與海上規(guī)?；茉瓷a(chǎn)、加注、運(yùn)輸提供了一種合理的新思路。

海水制氫技術(shù)
海水制氫的原理主要是通過(guò)電解水將海水中的水分子分解成氫氣和氧氣。在電解過(guò)程中，海水首先被通入一個(gè)電解槽中，該電解槽由兩個(gè)電極（陽(yáng)極和陰極）組成，兩個(gè)電極之間隔有一定的距離，同時(shí)放入適量的電解液來(lái)增加電導(dǎo)率。

海水制氫項(xiàng)目
近幾年，海水制氫技術(shù)連獲重大突破，國(guó)內(nèi)外企業(yè)積極推進(jìn)海水制氫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，多個(gè)海水制氫項(xiàng)目陸續(xù)啟動(dòng)。其中實(shí)現(xiàn)謝和平院士團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的海水直接制氫電解槽，為海水制氫研發(fā)取得突破性進(jìn)展。2023年10月，東福院與中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司簽署項(xiàng)目合作協(xié)議，將無(wú)淡化海水原位直接電解制氫技術(shù)應(yīng)用于長(zhǎng)慶油田。這是該技術(shù)在海上中試成功后，首次應(yīng)用于工業(yè)廢水制氫領(lǐng)域。2023年1月28日，大連市普蘭店區(qū)海水制氫產(chǎn)業(yè)一體化示范項(xiàng)目正式開工，該項(xiàng)目將打造國(guó)內(nèi)首例，集灘涂光伏、儲(chǔ)能、海水淡化、電解制氫為一體，嘗試風(fēng)光耦合及大規(guī)模不受上網(wǎng)指標(biāo)限制的孤網(wǎng)運(yùn)行模式的氫能源產(chǎn)業(yè)一體化示范項(xiàng)目。
同年6月，中國(guó)科學(xué)院寧波材料所為解決海水電解制氫過(guò)程中面向工業(yè)規(guī)模化放大的高性能陰極合成提供了新的合成方法。在研究海水制氫大尺寸、高穩(wěn)定陰極技術(shù)方面取得進(jìn)展。
10月，中國(guó)科學(xué)院大連化物所一條以海水為原料制備氫氣聯(lián)產(chǎn)淡水的新技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證顯示，以海水為原料可實(shí)現(xiàn)高效電解水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水，氫氣產(chǎn)能可達(dá)3噸/年，產(chǎn)生的淡水在滿足自身電解需求的基礎(chǔ)上，可額外聯(lián)產(chǎn)淡水6噸/年。
今年以來(lái)，海水制氫產(chǎn)業(yè)發(fā)展提速。2月，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所提出了一種海水制氫的新策略，——利用電化學(xué)重整廢棄的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料，從海水中提取出氫氣，為廢棄塑料和海洋資源的利用以及綠色氫能生產(chǎn)提供了新途徑。

海水制氫優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)
當(dāng)前海水制氫有兩種技術(shù)路線：一是海水先淡化再純化后，添加電解質(zhì)電解制氫的間接路線; 二是海水直接添加電解質(zhì)電解制氫的路線。因淡水電解水制氫技術(shù)成熟，路線一當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛。直接電解海水制氫則在工藝上更為簡(jiǎn)便，且不需要前置的淡水純化或海水淡化裝置，節(jié)約技術(shù)成本。
無(wú)論哪種技術(shù)路線，相比于傳統(tǒng)化石燃料，海水制氫可以利用海上風(fēng)光資源，不僅解決海上可再生能源電力消納問(wèn)題的同時(shí)，還避免了深海綠電遠(yuǎn)距離輸送存在的損耗。
但作為一種新興能源技術(shù)，海水制氫在技術(shù)上依然面臨挑戰(zhàn)，特別是海水直接制氫。
由于海水成分復(fù)雜，在電解過(guò)程中不僅會(huì)增加能耗，海水中的氯離子、堿土金屬離子等也會(huì)對(duì)對(duì)電解槽長(zhǎng)期運(yùn)行造成危害，在陽(yáng)極，氯離子的陽(yáng)極氧化產(chǎn)物具有氧化腐蝕性，會(huì)導(dǎo)致電解槽腐蝕。在陰極，堿土金屬離子會(huì)沉積，不僅會(huì)阻礙陰極表面反應(yīng)，沉積物會(huì)造成電解槽安全風(fēng)險(xiǎn)。
此外，電解過(guò)程中生成的物質(zhì)不僅會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒失活，海水中的雜質(zhì)也會(huì)作用于催化劑的活性位點(diǎn)，阻礙其與反應(yīng)物的結(jié)合，甚至致使催化劑分解。
研究可用于海水電解的交換膜，開發(fā)具有抗腐蝕能力的高效催化劑等，是海水制氫亟待解決的問(wèn)題，還要建立更先進(jìn)的電解槽設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，提高電解槽的耐腐蝕性和導(dǎo)電性，以提高堿性電解和高溫電解的效率。

國(guó)際能源署預(yù)測(cè)到2050年全球氫年需求量約近3億噸，到2070年達(dá)到5.2億噸。在大規(guī)模氫能需求的拉動(dòng)下，海水制氫產(chǎn)業(yè)即將爆發(fā)。