财π新闻 综合《经济日报》2026年9月29日报道，我国在海水制氢领域近期接连取得多项关键技术突破，不同科研团队从原理创新、工艺耦合、系统集成等多个维度完成技术攻关，破解了长期制约行业发展的多项核心瓶颈，为绿氢规模化低成本生产开辟了全新路径。

交流电驱动直接海水电解制氢策略提出

中国科学院理化技术研究所低温科学与技术全国重点实验室的科研团队首次提出以交流电替代传统直流电，直接电解海水的制氢策略，从根源上破解了海水电解制氢的沉淀物瓶颈，相关研究成果的论文近日发表于《德国应用化学》。直接海水电解制氢可绕开淡水资源约束，并与海上风电、光伏等可再生能源耦合，是推动绿氢规模化生产的优选路线。

在传统直流电驱动电解的实际运行场景中，阴极析氢反应生成的氢氧根离子会与海水中的高浓度镁、钙离子结合，生成氢氧化镁、氢氧化钙等沉淀物。这些沉淀物像水垢一样会包覆活性位点、污堵隔膜，导致系统的制氢性能快速大幅衰减，成为严重制约行业发展的技术瓶颈。

研究团队提出用交流电替代直流电的全新策略，并在三种不同反应体系中完成概念验证，实验表明该策略可有效抑制沉淀物，反应电流持续稳定。该技术展现出显著的经济性与灵活性优势，无需海水预处理和离子交换膜，便可显著降低制氢成本与系统复杂度，且可与海上可再生能源发电系统耦合，实现“海上发电—就地制氢”一体化，为氢能产业链上游提供低成本、可持续的绿氢来源。

该技术还可在产氢的同时联产高附加值乙醇酸产物，实现“一电两得”，进一步提升经济效益。团队利用交流电极性周期性反转的特性，使同一电极交替充当阴极和阳极，在阴极半周期产生的氢氧根离子，随后在阳极半周期被原位实时消耗，从而动态调控电极表面氢氧根离子浓度，有效抑制沉淀形成。

首台套热耦合海水制氢联产装置稳定运行超千小时

9月28日，在山东日照岚山区海水资源战略开发中试基地，我国首台套热耦合海水制氢联产战略元素系统装置已连续稳定运行超过1000小时，这标志着我国成功攻克海水制氢与海洋战略元素协同联产的重大技术难题。该装置由崂山实验室联合日照市人民政府、中国广核集团有限公司、山东师范大学协同攻关研制成功。

海水直接通电制氢长期存在两个绕不开的难题，一是结垢，海水电解时阴极周围碱性升高，钙、镁离子结成硬壳附在电极上，就像烧水壶底那层越结越厚的水垢，导致电极功能失效；二是腐蚀，海水中的氯离子腐蚀性强，电极长期泡在海水里，会被腐蚀得坑坑洼洼，处理不当还可能析出有毒氯气，长期以来设备寿命短、电耗高，难以实现工业化落地。

项目团队通过两项核心技术实现破题，第一招是梯级化热，团队把周边钢铁企业排放的低品位余热和电解过程中自身产生的热量引进系统循环利用，电解本身仍靠电驱动，余热替代不了电，只是实实在在降低了电耗。第二招是同步富集战略元素，在海水制氢电解工况下，通过连续流在线动态反应，原位提取海水中的战略元素，将原本“大海捞针”的微量资源，提升至具备工业化开采价值的高浓度。整套工艺可实现“抽进海水、化掉余热，产出氢气、淡水和战略元素，全程不耗一滴淡水”。

实测数据显示，该装置每小时可产出30标准立方米高纯氢气，纯度不低于99.999%。按年测算，该装置可处理海水约800吨，年产高纯氢气26万标准立方米，联产的高附加值战略元素产品纯度达到99.8%。这些绿氢每年可减少二氧化碳排放约460吨，生态效益十分显著，在产业化规模下，还能显著降低海水制氢综合成本。

250千瓦级海水制氢联产淡水系统实现高效稳定运行

中国科学院大连化学物理研究所科研团队提出并验证了“能量与物质互补利用”的海水制氢联产淡水技术路线，建成的250千瓦级系统实现高效稳定运行，为海洋绿电规模化绿氢制备与海水资源化综合利用提供了技术支撑。传统“先淡化、后电解”的工艺路线，存在海水淡化装备投资高、整体能耗大的短板，现有商业化碱性电解水装置工作过程中约30%电能转化为80至90°C低品位废热，工业场景中这部分热量难以回收利用，需要配套冷却水系统予以移除，增加了系统能耗与淡水消耗。

该团队将电解制氢与海水低温淡化进行深度耦合集成，充分回收利用电解产生的低品位废热驱动海水负压低温蒸馏淡化。系统产出的淡水，既可满足电解装置自身用水需求，还能够实现淡水额外供给，系统产生的浓海水，还可作为原料进一步开展海洋资源提取回收，实现物质多级利用。

基于该技术思路，团队完成系统集成与逐级放大，20千瓦中试系统可产出3.8标准立方米每小时氢气、联产1.2千克每小时淡水，稳定运行超过100天。进一步放大至250千瓦级系统，可实现每小时产出48标准立方米高纯度氢气，纯度达99.9999%，同步联产32千克每小时淡水，相比传统碱性电解水制氢，系统电能利用率提升14.4%，稳定运行超40天。该研究从科学原理创新、工艺耦合优化到工程系统放大开展全链条验证，为海上风电、波浪能等绿电耦合制氢、水资源综合利用奠定科学基础与工程技术支撑。

多地多团队协同攻关完善海水制氢技术体系

日照市岚山区集聚大量钢铁、化工龙头企业，工业生产产生的大量低品位余热以往多直接排放，资源浪费严重，同时临港工业集群也是氢能刚需大户，本地用氢市场广阔、需求旺盛，无尽的海水资源、闲置的工业余热、刚需的氢能市场，叠加科研力量与地方政府的资源配置服务能力，政产学研用高效联动、资源互补，为热耦合海水制氢联产技术落地提供了绝佳场景。

评审专家组认为，“余热利用-海水制氢-战略资源联产”的技术路线，让沿海工厂的余热和海洋资源都派上了用场，为低成本、规模化开发海洋绿氢提供了可行的技术方案。后续项目团队将围绕装备大型化、生产规模化、工程标准化、运维智能化继续攻关，推动成套装备尽快产业化落地、市场化推广、场景化应用，为钢铁、石化等传统产业绿色转型注入新动能。

更早之前，海南大学联合中国科学院宁波材料技术与工程研究所，也曾突破直接电解天然海水制氢提镁技术，实现氢气和氢氧化镁联产，大幅降低氢气生产成本。科研人员研制了一种新型电极，通过在铂电极表面添加碘离子，利用静电排斥力，使电解海水析氢反应中生成的氢氧化镁远离电极表面并沉淀到溶液里，有效防止电极表面结垢，开发的海水制氢提镁工程样机，可在天然海水中稳定运行超过5000小时，在常温下即可进行，产生1公斤氢气的同时，可提取约15公斤高纯度氢氧化镁，而氢氧化镁的价值可基本抵消制氢成本。

(编辑：付健)