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谢和平院士团队开创海水原位直接电解制氢全新路径,破解该领域半世纪难题

  中国发展网讯  11月30日,谢和平院士与他指导的深圳大学/四川大学博士生团队在《Nature》上发表了题为"A membrane-based seawater electrolyser for hydrogen generation"的研究成果。该研究首次从物理力学与电化学相结合的全新思路,建立了相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢全新原理与技术,另辟蹊径,彻底隔绝海水离子同时实现了无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢技术突破(即把海水当纯净水用,在海水里直接原位电解制氢),破解了海水直接电解制氢半世纪难题,可望形成中国原创的"海洋绿氢"全球新兴战略产业!正如《Nature》评审专家所评述:"很少有论文能够令人信服地从海水中实现规模化稳定制氢,但该论文的工作恰恰做到了这一点。他们完美的解决了有害腐蚀性这一长期困扰海水制氢领域的问题,将打开低成本燃料生产的大门,有望推动变革走向更可持续的世界!"
  绿色零碳氢能是未来能源发展的重要方向,随着氢能爆发式增长,预计到2060年,我国氢气年需求量将达1.3亿吨,届时每年需要消耗约11.7亿吨电解用纯水。然而,淡水资源紧缺将严重制约"绿氢"技术的发展。海洋是地球上最大的氢矿,向大海要水是未来氢能发展的重要方向!但复杂的海水成分(约92种化学元素)导致海水制氢面临诸多难题与挑战。先淡化后制氢是当前最成熟的海水制氢技术路径,目前已在全球多国开展规模化示范工程项目。但该类技术严重依赖大规模淡化设备,工艺流程复杂且占用大量土地资源,进一步推高了制氢成本与工程建设难度。上世纪70年代初有科学家提出了海水可否直接电解制氢呢?这半个世纪以来,美国斯坦福大学、法国国家科学研究中心、澳大利亚阿德莱德大学、中国科学院等国内外知名研究团队通过催化剂工程、膜材料科学等手段进行了大量探索研究,旨在破解海水直接电解制氢面临的析氯副反应、钙镁沉淀、催化剂失活等难题。然而,迄今为止,未有突破性的理论与原理彻底避免海水复杂组分对电解制氢的影响,可规模化的高效稳定海水直接电解制氢原理与技术仍是世界空白!
  谢和平院士提出了从物理力学与电化学相结合的全新思路破解海水直接电解制氢面临的难题与挑战,从而创造性地开创了海水无淡化原位直接电解制氢新原理与技术。通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应巧妙结合,建立了相变迁移驱动的海水直接电解制氢理论模型,揭示了微米级气隙通路下界面压力差对海水自发相变传质的影响机制,形成了电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定电解制氢方法,破解了有害腐蚀性这一困扰海水电解制氢领域的半世纪难题(已申请专利:CN2021110197054;CN114481164A;CN2022110704439;CN2022110748884;PCT/CN2022/128225)。与此同时,研制了全球首套400L/h海水原位直接电解制氢技术与装备,在深圳湾海水中连续运行超3200小时,令人信服的从海水中实现了稳定和规模化制氢过程!此外,进一步开发了酸性和碱性固态凝胶电解质,以表明相变迁移策略适配不同电解质材料并有望伴随PEM和AEM电解技术迭代发展。同时,该原理技术可探索推广到多元化水资源(如河水、废水、盐湖等)直接原位制氢,为资源富集浓缩与能源生产提供多效利用新思路。正如《Nature》审稿人对该研究给予的高度评价:"这项工作提供了一种有吸引力的策略,可以将非饮用水用于社会和生态中可持续燃料的生产,我认为这是一个重大突破!"
  "海水无淡化原位直接电解制氢"融汇多学科理论,是我国自主研发的原创性原理与技术突破,开辟了全球海水制氢的全新路径;该技术可集"海上风电等可再生能源利用-海水资源利用-氢能生产"为一体,可望形成无淡化、无额外催化剂工程、无海水输运、无污染处理的原位海水直接电解制氢全新模式,真正意义上将取之不尽的"海水资源"转化为"海水能源"!该技术未来可构建与海上可再生能源相结合的一体化原位海水制氢工厂,有望成为深远海可再生电力大规模开发的破局关键,加速推进形成多能互补的中国原创"海洋绿氢"全球新兴战略产业!
  论文直接链接:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05379-5
  相变迁移驱动的海水无淡化原位直接电解制氢原理
  海水无淡化原位直接电解制氢规模化技术装备及稳定性

8月中国楼市复苏遇阻,金九银十会再现吗?庞无忌中国新闻网在经历6月的一波反弹之后,7月和8月,中国主要城市房地产市场复苏遇阻,连续两个月调整。国家统计局16日公布的数据显示,8月中国大中城市房价房地产投资商品房销售等核心中国天眼探测到快速射电暴密近环境的动态演化新华社北京9月21日电(记者张泉)我国科学家日前利用中国天眼FAST对一例位于银河系外的快速射电暴开展了深度观测,首次探测到距离快速射电暴中心仅1个天文单位(即太阳到地球的距离)的中国可持续发展科学卫星1号数据面向全球开放共享中新社北京9月21日电(记者孙自法)依托中国科学院建设运行全球首个以大数据服务联合国2030年可持续发展议程的可持续发展大数据国际研究中心(SDG中心)21日晚向媒体发布消息说,可这3个错误的充电习惯,会加快电池报废在外面逛街,手机电量却突然显示低于20,只能到处寻找充电宝刷视频正起劲,却提示需要马上充电这一幕幕的场景伴随着人们对手机依赖程度的加深而成为现代人生活中的常态。人们也发现,旧手机的今日欧国联分解今天是周四可以看到欧国联赛场的一众豪强出征精彩纷呈法国对阵奥地利法国队作为该项赛事的卫冕冠军在本届欧国联的糟糕表现大家有目共睹其中主场接连不敌克罗地亚和丹麦更是让人大跌眼镜于此同时河南首批!鹤壁上榜近日,河南省工业和信息化厅遴选确定了智慧岛大数据产业园郑州天健湖智联网产业园洛阳大数据产业园许昌高新区智能电力装备制造大数据产业园鹤壁市大数据产业园共5个园区为2022年河南省大数日本科学家研发半机械化蟑螂进行搜救任务日本研究巨头Riken公司薄膜设备实验室的KenjiroFukuda和他的团队开发了一种柔性太阳能电池薄膜,其厚度为4微米,约为人类头发宽度的125,可以装在昆虫的腹部。如果在不远每日一味抗癌中药半边莲,农村水边常见,清热解毒利水消肿半边莲(本草纲目)本品为桔梗科植物半边莲的带根全草。别名急解索蛇利草细米草等。产地主产于长江以南各地。性味归经辛寒。归心小肠肺经。功能主治清热解毒,利水消肿。用于痈肿疮疡水肿小便不B费解释在曼联总是摊手原因,自曝与两队友吵架!力挺滕哈格成功布鲁诺费尔南德斯刚加盟曼联时,用他的进球和助攻带领球队前进,人们赞扬他的个人魅力提升了队友。然而,在红魔陷入低谷后,批评者开始质疑他在场上的手势,认为其过多抱怨,给队友带来更多的是4个隐婚生子的明星,2个被祝福,2个被骂,原因在哪?在娱乐圈,明星们的感情生活备受关注,恋爱绯闻早已屡见不鲜。近几年来,隐婚生子的明星,陆续登场。不过,同样是被曝隐婚生子,但是有的明星被祝福,有的明星却挨骂了。一。被祝福1。金世佳近华为神机mate2opro(UD)已用四年,廉颇老矣,尚能饭否我在头条搞创作第二期18年再北京出差,酒桌上聊起国产聊到华为,兴之所至对方老板直接饭桌上每个人送了一台华为mate20pro。本来也没觉得是很高兴的事情,毕竟不是我一直使用的苹果,又见山里红你理想的乡村生活是什么样的又见山里红荞夫子QIAOFUZI20229211335来自河北一年一度春花开,一年一度秋叶黄,一年一度好风景,一年一度山里红!金色九月,阳光和煦,正是山里为什么清东陵没有清西陵名气大?清西陵的价值远远高于清东陵好多倍!清西陵只有光绪瑾妃墓被盗,其它保存完好。清东陵除顺治墓外,其它都被盗掘一空,除了表面风光,其它一无所有了!15座陵寝全被盗,孙殿英只盗了其中两座,1921年,一个美国学者镜头里的广东韶关英州(今清远英德市)英德,位于广东省中北部,北江中上游,已有2200多年的建置史,古时因其境内的英山盛产英石而得名英州。1921年夏天,56岁的美国植物学家A。S。希区柯克(Hitchcock,186距广州1。5小时天然氧吧,人少景美,适合十一免费遛娃拍照露营当火车开入这座陌生的城市,那是从来就没有见过的霓虹。我打开离别时你送我的信件,忽然感到无比的思念。看不见雪的冬天不夜的城市,我听见有人欢呼有人在哭泣。早习惯穿梭充满诱惑的黑夜,但却2002年美国老兵特意前往中国,只为见一名70多岁的老人,这是为何前言说起史迪威公路,那故事可太多了太多了。这条连接中国缅甸印度三国边境的公路,二战时期立下了汗马功劳,如今却面临着消亡,失去了运输的功能,逐渐被雨林覆盖掩埋。仅以这个故事纪念这条公你的人生进度达标了吗?我对这个世界了解得还是肤浅了光头是一方面,还要看眉毛对不对?微凉初秋逢花开当天气秋凉,微微的秋风带着一丝的寒意,吹黄了树叶,吹败了荷花,吹熟了果实。有着独特性格的山桃草在这个时节,悄然盛开,与周围百花凋残的景色对比起来,仿佛已经度过了料峭的寒冬,迎来了下花开雨落,周而复始36年岁应该有个总结和思考这一生没有获得什么先天的优势都是摸爬滚打,披荆斩棘,敢闯敢拼!16岁之前一直帮助着家里做一些事情也跟我父亲学了一些经商的东西,我感谢我的父亲教会了我如何去汉景帝阳陵博物院生动呈现大汉盛景汉景帝阳陵博物院生动呈现大汉盛景(你所不知道的一级馆)在陕西省西安市西咸新区秦汉新城,有一座规模宏大的皇家陵园汉阳陵。这是汉景帝刘启及其皇后王氏的合葬陵园,是中国目前遗址发掘面积最原来这些年的水果都吃错了!这样吃才能长寿,冬枣助力健康原来这些年的水果都吃错了!这样吃才能长寿,冬枣助力健康我命由我不由天这句话让很多人热血澎湃,在生活中给了很多人奋斗的力量,更成为很多人的座右铭,确实想要过什么样的生活是可以通过自己肉桂,让身体的火旺起来在我国传统饮食文化中,一些中药材在民间往往作为食材广泛食用,而这味中药可以居家养肾肉桂肾阳具有温煦推动的作用,可帮助人保持合适的体温。肾阳就像是身体里的太阳,如果肾阳亏虚,人就得不
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