2022年11月30日，谢和平院士与他指导的深圳大学/四川大学博士团队以深圳大学为第一单位在《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，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。

2023年12月10日，南山区科协邀请深圳大学访问教授、谢和平院士团队核心成员刘涛做客南山博士论坛，以《海水如何变能源？》做主题演讲。刘涛从为什么要海水制氢、海水如何直接制氢和海水直接制氢的未来等方面向听众分享科普海水制氢相关知识。

氢能是21世纪重要的终端能源

发展氢能具有几个方面的优势：第一，易获得。地球上海洋面积占比71%，蕴藏着大量的海水资源。海水是地球上最大的氢矿，把海水当中的水取出来制氢，就可以制取出用之不竭的氢气。第二，清洁能源。它是一种非常清洁的能源，不会对环境造成污染。第三，能量密度非常高，能量密度是汽油的3倍，锂电池的130倍。刘涛介绍，美国、欧盟、东盟及国际能源署等相关国家及地区的机构、部门都对未来的全球能源终端形式进行了预测，根据他们的预测，在未来我们人类使用能源的终极形态就是60%以上是电，15%以上是氢，还有15%左右是热能的形式。从这个角度看，未来氢能一定是21世纪重要的终端能源。他也认为，氢能作为未来清洁能源结构体系的核心，在碳中和发展目标下被赋予了重要使命，以电解水制氢为主的“绿氢”技术是氢能发展的必然趋势。如果能把源源不断的海水变成了能源，对我们国家的能源安全也是非常有价值的。同时，把全球共享的海水资源转变为海水能源，也是造福全人类的一件事情。

从根本上解决海水直接制氢的难点和瓶颈

此前，低成本不受海水复杂组分影响的海水原位直接电解制氢的技术仍然是世界的空白。刘涛介绍，他们团队利用浓度差、蒸汽压差的自然的物理化学现象构建了一个不需要淡化过程，无额外能耗的自驱动、自平衡的相变迁移，实现了隔开隔开所有杂质成分，把海水当纯净水直接进行电解制氢。研究的过程中他们形成的海水无能耗传质原理与技术、电解质自激发驱动连续制氢原理与技术和界面稳态自调节技术与原理等三大技术原理，使得他们团队从根本上解决了海水直接制氢的难点和瓶颈。已通过实验证明这种方式没有发生催化剂的腐蚀和副反应，实现海水直接电解制氢规模化、长期稳定的突破。

原理技术迭代升级与技术装备创新突破

关于海水制氢未来的发展思考方面，刘涛认为，一方面是需要原理技术迭代升级，打造全球海水直接电解制氢“新赛道”，另一方面是技术装备创新突破，打造产业链，技术装备既包括海上制氢的产、储、运、用装备，也包括海水直接制氢个性化装备。刘涛介绍，在原来技术迭代升级方面，团队迫切要做海上第二代抗海洋环境干扰的海水直接电解制氢样机，实现更高效更抗环境干扰的核心技术和装备，保持海水直接制氢的全球领先优势。然后把样机规模化和进行分体的模块化，以实现按需定制制造装备。

在技术装备创新突破打造产业联方面，刘涛介绍一是要打造产、储、运、用装备制造全新产业链。目前氢能的使用和存储，还处于探索的过程，他们希望以海水电解质制氢作为一个引领，将产业链进行协同。二是打造海水直接制氢个性化装备制造全新产业链。包括研发攻关个性化的海上风机等可再生能源技术及对接大规模的“固定式”、“动力式”与“漂浮式”海水直接制氢运行平台全新技术装备等。

论坛上，刘涛也提出希望未来能有一片海湾或海域能建成大规模研发与示范基地，将海水电解制氢先进工艺的生产或者先进材料的研发中心、先进装备制造的中心和氢气氢能的储运用工程示范中心集中在该片区，发展壮大产业，推动氢能从高能耗、高成本转向低能耗、低成本。

刘涛与部分现场观众合影