四川大学与深圳大学团队突破海水直接电解制氢关键技术

2026年4月10日，四川大学与深圳大学谢和平院士团队在自然综述：清洁技术期刊发表关于海水直接电解制氢的系统性研究成果。

该研究首次将真实海洋环境中多因素动态耦合作用纳入制氢研究体系，贯通了从微观反应机理到宏观工程放大的完整认知链条。团队创新构建了一套面向规模化、产业化应用的海水直接制氢评估框架，为海洋绿氢技术的发展提供了坚实的理论基础与清晰的实施路径。

海水直接制氢被视为重塑全球能源结构的关键突破口之一。自20世纪70年代国际学术界提出该构想以来，相关研究长期集中于催化剂改性、非对称电解结构设计及膜材料筛分性能优化等方向，但始终未能有效应对海水复杂组分带来的核心挑战——包括析氯副反应加剧、电极催化剂快速失活以及系统设备严重腐蚀等问题。

更关键的是，既有研究大多基于理想化实验条件，缺乏对真实海洋工况下海水成分周期性波动、风浪扰动、盐雾侵蚀及可再生能源供电间歇性等多重因素协同影响的系统分析，致使实验室成果难以向实际工程转化，基础研究与产业落地之间存在显著断层。

针对上述瓶颈，本研究深入解析海水直接电解过程中的关键物理化学机制，厘清了高离子强度环境下析氧与析氯反应的竞争关系、钙镁离子沉积行为、电极界面传质特性变化等对系统运行稳定性与能量转化效率的主导作用。在整合分析当前主流技术路线的基础上，团队首次确立了微观反应行为与宏观系统性能之间的映射关系与关联准则，实质性弥合了基础理论与工程实践之间的认知鸿沟。

研究还将视角从受控实验室体系拓展至开放海洋工程场景，构建起涵盖材料耐久性、界面动力学、装置结构可靠性、海洋环境适应性以及可再生能源耦合匹配能力在内的全维度评估体系。该框架具备明确的技术指标、可量化的设计参数与分级验证路径，为海水制氢技术的全流程优化、工程化部署及规模化推广提供了系统性支撑。

该成果系统梳理并深化了海水直接制氢在微观机制解析、系统级放大规律与海洋环境适配性三个层面的理论认知，标志着该技术正从原理探索阶段稳步迈向产业化落地的新阶段。