海水制氢技术长期面临复杂海洋环境带来的多重挑战，国际研究多聚焦于催化剂优化等单一环节，却难以突破析氯副反应、设备腐蚀等产业化瓶颈。传统研究多基于理想化模拟海水条件，未充分考虑海洋成分波动、能源供应不稳定等实际工况，导致实验室成果难以转化为规模化应用。这一困境成为制约"海洋绿氢"产业发展的核心障碍。
深圳大学谢和平院士团队近日取得突破性进展，首次构建了覆盖微观反应机制到宏观工程放大的全链条理论体系。该研究系统解析了复杂离子环境对电解系统稳定性与能效的影响规律，建立了微观运行与宏观工程之间的量化关联准则，填补了基础研究与产业应用之间的关键断层。研究团队提出的相变迁移制氢路径，通过界面压差驱动海水自发完成"液-气-液"相变传质，从原理层面消除了海水组分对电解系统的毒性和腐蚀性影响。
这项原创技术实现了无需额外能耗即可将海水等同于纯水进行电解制氢，在真实海洋工况下连续运行超3000小时未出现性能衰减。相关成果于2022年11月30日发表于《自然》杂志，并入选当年中国科学十大进展。国际能源领域专家评价称，该研究"彻底解决了海水制氢领域长期存在的腐蚀性难题，为低成本清洁燃料生产开辟了新路径"。2024年4月9日，团队进一步在《自然综述：清洁技术》发表系统性评估框架，为全球海水制氢技术发展提供理论参照。
研究团队已将实验场景从实验室拓展至真实海洋环境，构建了涵盖材料耐久性、界面反应动力学、装置适配性、环境耦合效应、能源匹配度等五个维度的全要素评估体系。该框架为技术优化、工程设计和规模化生产提供了量化标准，推动海水制氢技术进入工程化评估新阶段。目前团队正与东方电气、国家电投等企业合作推进兆瓦级海上制氢示范项目，预计2024年底完成规模化海试，加速创新成果从实验室到产业化的转化进程。
这项突破不仅为"海上风电+海水制氢"新型产业模式奠定技术基础，更助力我国在"海洋绿氢"领域占据国际竞争制高点。通过与海上可再生能源的深度耦合，该技术有望构建零碳能源生产体系，为全球碳中和目标提供具有中国特色的解决方案，同时强化国家能源战略安全保障。
