在华中师范大学纳米科技楼的实验室里,几片薄如纸片的金属薄片静静陈列。这是华中师范大学余颖教授团队,历经十年攻关打磨出的海水制氢核心“密钥”:三维分等级纳米结构催化电极。这片看似普通的轻薄片材,却能直接驱动天然海水分解,源源不断产出清洁能源绿氢,为我国绿氢能源发展写下崭新注脚。

质地轻薄如纸的电极。 记者汪洋 摄
【研发者说】
华中师范大学物理科学与技术学院教授 余颖

余颖教授。 记者汪洋 摄
这里是位于华中师范大学的电极稳定性测试实验室,眼前数个实验容器中,细密的气泡正源源不断地升腾。杯中盛放的不是纯水,而是取自不同海域的天然海水,我们将自主研制的催化电极裁取小片置入其中,电极与海水发生催化反应,这些不断冒出的气泡,便是反应生成的氢气。

杯中盛放的天然海水经过电极催化反应而生成氢气。 记者汪洋 摄
再看这片核心催化电极,它通体呈哑光金属色泽,质地轻薄如纸,厚度仅数毫米,却是海水制氢过程中不可或缺的关键催化材料。传统制氢技术高度依赖纯水原料,不仅生产成本高昂,还存在水资源消耗巨大的痛点。而海水储量丰富、取材成本极低,却因腐蚀性极强的氯离子,成为海水制氢的致命阻碍。行业内虽可采用贵金属作为催化材料,却因造价高昂大幅推高制氢成本,难以实现规模化推广应用。

余颖教授(右一)和团队在工作中。 记者汪洋 摄
为攻克海水抗腐蚀催化材料这一核心难题,我们遍研防腐专业典籍,从船舶、舰艇的防腐技术原理中汲取灵感,结合理论计算与人工智能辅助优化材料结构,逐一度量调整元素配比,在无数次试验中探索最优方案。我们研发的三维分等级纳米结构催化剂,选用铁、钴、镍等常见非贵金属为原料,摒弃了昂贵的贵金属依赖。

余颖教授团队在工作中。 记者汪洋 摄
经第三方权威检测,该催化剂在真实海水环境中可稳定运行超3000小时,实验室连续运行数据已接近5000小时且仍在持续测试。这一成果意味着,该催化材料能够抵御海水长期腐蚀,真正满足工业化制氢的实用要求。
更具突破性的是,这项技术可将整体制氢成本降低7%—35%,且制备工艺易于放大量产,为大规模绿氢制备打通了低成本产业化路径。此次研发的三维分级结构催化剂,同时兼具高催化活性与强耐腐蚀性,既破解了传统海水电解催化剂易结垢、失活快的行业难题,又简化了制备流程,具备极强的规模化生产潜力。

研发团队成员介绍相关实验情况。 记者汪洋 摄
目前,团队已与多家单位开展合作,放大制备后的优质样品送至企业,在工业运行条件下检测性能并获得认可。孵化的科技公司已签订单,并获得种子轮融资,加速推动技术转化落地。相关技术已获得20余项国家发明专利,成果荣获湖北省自然科学奖一等奖,为我国绿氢能源发展注入强劲动力。
【大众点评】
武汉武创星创新创业投资基金合伙企业(有限合伙)投资经理 潘璠
全球能源转型加速,绿氢成为战略性新兴产业核心赛道,电解海水制氢有效破解淡水资源约束,是实现绿氢规模化、低成本量产的关键方向。余颖教授团队历经十年技术攻关,攻克电极腐蚀、高能耗、高成本三大行业瓶颈,自主创新电极技术达到国内领先水平,目前已完成小试、进入中试验证,具备快速产业化条件。
作为武汉投控集团旗下专注于“投早、投小、投硬科技”的武创星创新创业投资基金,我们始终坚持产业培育与投资收益并重,以资本助力武汉市产业结构优化升级。本次战略布局该项目,既看好其技术壁垒与市场前景,预计五年内可带动形成超20亿元产业链规模,长期有望打开万亿级市场空间,为基金带来稳健回报;更看重其对武汉市氢能产业的强链补链作用,将助力武汉打造绿氢装备产业集群,推动传统能源结构向清洁低碳转型,培育新质生产力,为武汉能源革命与产业高质量发展注入核心动力。
(整理:长江日报记者汪洋 通讯员党波涛 统筹:张凡 谌达军 陈晓彤)
【编辑:丁翾】

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