海经社获悉，近日，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师文生研究团队提出一项全新策略：以交流电替代传统直流电驱动直接电解海水制氢（AC-DSE），从根源上抑制电极沉淀物生成，相关成果已发表于《德国应用化学》。

海水制氢的工程化困局，一直卡在一个看似不起眼的化学细节上。直流电驱动电解时，阴极析氢反应不断产生氢氧根离子（OH⁻），海水中高浓度的镁、钙离子与之结合，生成氢氧化镁、氢氧化钙等沉淀物。这些沉淀像水垢一样包覆电极活性位点、堵塞隔膜、增加欧姆损失，系统制氢性能快速衰减 —— 这一问题被行业视为海水直接电解制氢的核心瓶颈。

理化所团队的核心创新在于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 OH⁻，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 OH⁻浓度，有效抑制沉淀形成。团队在三种不同反应体系中完成概念验证，实验表明反应电流持续稳定。

“无需海水预处理和离子交换膜，显著降低了制氢成本与系统复杂度。”师文生研究员表示，该技术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。此外，通过耦合乙二醇氧化反应，可在产氢的同时联产高附加值乙醇酸产物，进一步提升经济效益。

与谢和平路线形成互补：防沉淀 vs 阻杂质

国内海水制氢领域近年来最受关注的进展，来自中国工程院院士谢和平团队。其原创的相变迁移海水直接制氢技术，通过选择性相分离界面仅允许水分子通过，将盐离子和杂质彻底阻隔，实现无须淡化的海水直接电解。该技术在真实海水中实现了超过 3200 小时稳定运行，并在福建兴化湾完成了全球首个海上风电海水无淡化原位直接电解制氢海试。

两条技术路线的问题视角截然不同。谢和平团队的策略是在海水进入电解系统前就将杂质 “挡在门外”，而理化所团队选择让海水直接接触电极，再用电流波形调控来抑制沉淀 ——前者是 “防御”，后者是 “疏导”。据《德国应用化学》审稿信息，理化所团队采用的非晶中熵氧化物电催化剂 (Co₀.₄₀Ni₀.₃₀Mo₀.₁₇Re₀.₁₃) O，凭借非晶结构丰富的活性位点和中熵组成的独特电子构型，展现出优异的析氢性能。针对氯腐蚀问题，团队还联合南方科技大学提出甲醛氧化耦合析氢策略，基于 Cu₀.₉₄Ni₀.₀₆三维枝晶催化剂实现双倍产氢，太阳能至氢能转换效率达 39%。

从实验室到海岸线：工程验证正在加速

两条路线都尚未走出实验室阶段 —— 理化所的概念验证在三种反应体系中完成，谢和平团队的 3200 小时运行数据来自海试平台，均属小规模验证。

但工程化信号已经出现，2026 年 4 月，中国石化青岛炼化公司建成中国首个 100 千瓦级工厂化海水直接电解制氢项目，累计平稳运行突破 1000 小时，每小时可产出 20 立方米绿色氢气。整套系统的电力供应来自 13 兆瓦海上光伏装机，日照充足时每小时可生产约 2600 标准立方米绿氢。同年 9 月，崂山实验室联合中广核集团等研制的首台套热耦合海水制氢联产战略元素系统装置，在日照岚山区连续稳定运行超过 1000 小时，每小时产出 30 标准立方米高纯氢气，纯度不低于 99.9999%。

成本曲线何时迎来拐点

海水制氢能否规模化，最终取决于成本。日照项目数据显示，按 0.55 元 / 千瓦时电价测算，海水制氢综合成本可降至 22.21 元 / 公斤；电价降至 0.40 元 / 千瓦时时，成本降至 12.99 元 / 公斤；若电价进一步下探至 0.35 元 / 千瓦时，成本可降至 9.92 元 / 公斤。据 SMM 分析，当海上风电电价低于 0.11 元 / 度时，直接电解海水制氢成本可降至 15.89 元 / 公斤，预计 2030 年中国成本将降至 15 元 / 公斤以下，达到与灰氢竞争的临界点。

对比国际路线，欧洲主要通过阴离子交换膜（AEM）电解槽实现海水直接电解，荷兰 PosHYdon 项目采用海上风电耦合海水淡化制氢，成本约 3.5 美元 / 公斤；德国 TractebelOverdick 项目同样依赖反渗透淡化，成本约 4 美元 / 公斤。日本通过《氢能社会促进法》投资 15 万亿日元构建氢能供应链，但海水制氢仍以淡化预处理为主，其 JIDAI 项目计划 2030 年前在北海道建成漂浮式海上制氢平台，目标成本降至 20 日元 / 立方米（约 1.3 元 / 立方米）。

中国路线与欧日路线的分野在于：欧洲和日本以 “淡化后电解” 为过渡方案，技术成熟但增加了预处理环节的成本和能耗；中国团队选择跳过淡化环节直接电解海水，代价是需要解决沉淀、氯腐蚀等一系列工程难题—— 理化所的交流电策略和谢和平团队的相变迁移方案，正是从不同角度破解这些难题的最新尝试。

后续值得注意的是，理化所团队的研究仍处于概念验证阶段，交流电驱动下电极的长期耐久性、放大到工业级电解槽后的能效表现、交流电与海上可再生能源波动性电源的直接匹配效率等关键工程指标仍待验证。