你有沒有想過,如果有一天我們可以直接從海水中提取清潔的氫氣作為未來的能源,世界將如何變化? 石油的位置會動搖嗎? 中國的國力會因此而得到加強嗎?
這些問題可能聽起來遙不可及,但事實上,它們不再是幻想,而是正在成為現實。 不久前,由中國工程院院士謝和平領銜的深圳大學和四川大學博士生團隊在《自然》雜誌上發表文章,提出了物理力學與電化學相結合的新思路,建立了相變遷移驅動的海水直接電解製氫的新原理和新技術。
該技術完全隔離海水離子,實現海水高效原位直接電解,無需海水淡化,無副產物,無多餘能耗,可直接從海水中製氫。
該技術被認為是“海水製氫領域中為數不多的能夠令人信服地實現海水大規模穩定製氫的技術之一”,但這項工作做到了這一點。 他們巧妙地解決了長期困擾海水製氫領域的有害腐蝕性問題,這將為低成本燃料生產開闢新的途徑,並有望推動變革,走向更可持續的世界。
這項技術有多棒? 它將對中國和世界產生什麼影響? 讓我們來看看。
海水淡化原位直接電解製氫技術,簡單來說,就是利用電流通過海水,使海水中的水分子分解成氫氣和氧氣,然後收集氫氣作為清潔能源。
該技術的核心是相變遷移驅動的海水直接電解製氫理論模型,通過巧妙地將分子擴散、介面相平衡等物理機械過程與電化學反應相結合,實現了海水遷移和電解製氫的動態平衡和適應性調節,克服了海水電解製氫長期存在的腐蝕性問題生產,並開創了海水直接電解製氫的新途徑。
該技術具有以下幾個優點:
無需對海水進行淡化處理,節省了海水淡化過程的能耗和成本,也避免了海水淡化過程造成的環境汙染和生態破壞;
無需新增任何催化劑或新增劑,減少了材料消耗和汙染物排放,也減少了裝置的腐蝕和維護;
無副反應,只產生氫氣和氧氣,不會產生有害的氯氣或氫氧化鈉等物質,保證了氫氣的純度和安全性;
無需額外能源消耗,僅使用海水的自然壓力和溫度,無需額外加熱或壓縮,提高了能源效率;
沒有海水輸送,只需要在海水中設定電極,就可以在海水中直接原位電解氫氣,降低了海水的運輸和儲存成本,也降低了安全風險。
如果無需海水淡化而原位直接電解海水的技術能夠擴大規模並實現商業化,將對全球能源格局產生重大影響。
首先,將大大提高氫能的普及率,降低氫能的成本,促進氫能的推廣應用。 氫能是一種清潔、高效、可再生能源,可用於發電、供熱、交通、工業等各個領域,是未來能源轉型的重要方向。
目前,氫能的主要障礙是製氫、儲運成本高,而海水淡化原位直接電解製氫技術將為氫能的發展提供一種低成本、高效率、環境友好的製氫方式,有望解決氫能的“瓶頸”問題,促進氫能的規模化應用。
其次,它將減少對石油的依賴,減少對石油的需求,並影響石油的**。 石油是目前世界上最重要的能源,也是國際政治和經濟的重要因素。 石油的供求關係不僅影響著各國的經濟發展和社會穩定,也影響著各國的戰略利益和地緣政治關係。
如果在沒有海水淡化技術的情況下原位直接電解海水可以使氫能成為石油的替代品,那麼對石油的需求將大幅下降,石油的**也將受到影響。
石油是否會成為“白菜價”取決於其他因素的影響,但可以肯定的是,石油的地位將動搖,石油利益格局將發生變化。
如果海水淡化原位直接電解技術能夠成功推廣應用,將為我國國力的提公升提供有力支撐。
一是提高我國能源安全水平,減少對外部能源依賴,增強自主能源供給。 中國是世界上最大的能源消費國和最大的能源進口國。 中國的能源結構以化石燃料為主,高度依賴石油。
無需海水淡化就位直接電解海水的技術將使中國能夠利用豐富的海水資源生產大量氫氣作為清潔能源,以滿足中國的能源需求,減少中國的能源進口,提高中國的能源安全。
二是改善我國環境質量,減少溫室氣體排放,加強生態文明建設。 中國是世界上最大的溫室氣體排放國,也是受氣候變化影響最嚴重的國家之一。 中國經濟發展和社會進步,在保證能源需求的同時,需要低碳轉型和綠色發展。
無需海水淡化就位直接電解海水的技術,將使我國利用海水作為清潔資源,生產大量氫氣,作為低碳能源,替代部分化石能源,減少二氧化碳等溫室氣體排放,改善我國環境質量,促進我國生態文明建設。
三是增強我國科技創新能力,增強核心競爭力,增強國際影響力。 海水原位直接電解技術是我國科學家在海水電解製氫領域的重大突破,是我國在能源科技領域的原創創新,是我國在氫能產業鏈中的核心技術。
這一技術突破將凸顯中國的科技水平,增強中國的核心優勢,增加中國的國際話語權。
同時,該技術的推廣應用也將為中國與其他國家和地區的能源合作提供新的機遇和平台。
雖然這項技術很有前途,但並非沒有問題和困境。
首先,它需要經過更多的試驗和測試,以確保其可行性和可靠性。
目前,該技術僅在實驗室中開展,尚未在真實的海水環境中進行大規模測試和應用。 在海水中,還考慮了海水的複雜性和可變性,以及海水中其他成分和生物的作用。 因此,需要更多的試驗和測試來完善和優化該技術,提高其可行性和可靠性。
其次,它還需要通過更多的研究和創新來提高其效率和效能。 目前,該技術的電解效率有待提高,電解電壓和電流密度需要進一步降低,以降低能耗和成本。 同時,還需要研究和創新更適合海水電解製氫的電極材料和電解槽結構,以提高電解效能和壽命。
此外,還需要研究和創新更高效、更安全的氫氣收集、儲存和運輸方式,以提高氫能的效率和安全性。
第三,還需要經過更多的推廣和應用,才能形成氫能的市場和產業。 目前,氫能的市場和產業還不夠成熟和完善,需要更多的政策支援和社會認可來推動氫能的推廣應用。
同時,需要加強合作與交流,建立氫能國際標準和規範,促進氫能領域的國際合作與競爭。 此外,需要更多的宣傳和教育來增加公眾對氫的理解和信任,以促進社會對氫的接受和消費。
海水原位直接電解技術是我國科學家在海水電解製氫領域的重大突破,是我國在能源科技領域的原創創新,是我國在氫能產業鏈中的核心技術。 這項技術如果能夠規模化和商業化,將對全球能源格局產生重大影響,也將為中國國力提供有力支撐。
當然,這項技術仍面臨一些挑戰和問題,需要更多的實驗和驗證、研發和創新、推廣和應用,以提高其穩定性和可靠性、效率和效能、市場和行業。 我們期待這項技術能夠早日走出實驗室,走向海洋,走向世界,為人類的能源轉型和綠色發展貢獻中國的智慧和力量。
親愛的讀者,您對這項技術有什麼看法和感受? 您認為這將如何改變中國和世界? 歡迎在評論區留言,與我們分享您的想法和見解。 感謝您的閱讀和關注!