黑科技来袭！海洋微生物+钛玩转海水直接制氢

来自海洋的绿氢：一个海上风电场制氢新研究项目

7 月 23 日消息，在海上风力涡轮机处直接利用北海和波罗的海的海水生产氢 —— 这就是 SalYsAse 项目的核心研究内容。

该项目采用细菌作为生物催化剂，以环保且经济的方式开展这一制氢过程。

此项目由基尔亥姆霍兹海洋研究中心（GEOMAR）的 地质微生物学教授米尔亚姆・佩 erner（Mirjam Perner）博士牵头，联合基尔应用科学大学以及科技公司 Element22 共同实施，并获得了德国联邦研究、技术与空间部（BMFTR）的资助。

海上风力涡轮机产生的电力，往往超出了通过输电线输送到岸上的量。当电力无法售出时，这些涡轮机就会闲置。而将电力直接转化为可储存的氢这种介质，会是更为高效的做法。

在海风盛行之地，直接利用海水生产氢——这一想法正是 SalYsAse 项目（在钛基气体扩散层上利用海洋细菌进行盐水电解）的核心。

德国联邦研究、技术与空间部为该项目提供了 73.3 万欧元的资助，资助期限为三年。

“该项目的目标是，通过盐水电解以环保且经济的方式生产氢，同时要实现效率优化，并减少化学催化剂的使用，” 米尔亚姆・佩 erner 博士表示。她是基尔亥姆霍兹海洋研究中心的地质微生物学教授，与基尔应用科学大学的材料工程学教授 Jana Schloesser 博士以及基尔科技公司 Element22 的首席工艺工程师 Florian Gerdts 共同牵头该项目。

盐水电解面临的挑战

到目前为止，电解过程需要使用经过净化的淡水，因为淡水不含盐和矿物质，从而能保护电解系统免受腐蚀。

然而，全球水资源中仅有 2.5% 是淡水。此外，对海水进行脱盐和净化会产生额外成本，而直接利用海水则可避免这些成本。

在 SalYsAse 项目中，科学家们希望直接利用来自海洋的海水。这给他们带来了诸多挑战：海水中含有的盐在海水电解过程中可能会产生有毒的氯气。

“电极也可能出现更快速的腐蚀，或者发生不良的副反应。我们希望通过使用合适的材料并结合微生物来防止这些情况的发生，” 材料专家 Jana Schloesser 说。

高效的催化剂和膜

为了能够利用海水，研究人员除了使用传统的催化剂层外，还计划利用海洋微生物，即细菌。这些微生物来自波罗的海和北海，因为它们最能适应海水环境。

米尔亚姆・佩 erner 解释：“铱这种化学元素常被用作催化剂，因为它的抗腐蚀性极强。但铱非常稀有，因此供应量有限。这就是我们希望使用微生物形式的生物催化剂的原因。” 这些微生物应有助于减少甚至规避使用海水所带来的挑战。

项目团队还为膜（在电解过程中分离氢和氧）和多孔传输层选用了合适的材料。

“SalYsAse 项目的特别之处在于，多孔传输层不仅能传导电流和反应介质。我们对其进行设计，使其还能充当微生物的载体。这意味着生物催化作用直接在电解池中进行——这是一种令人振奋的方法，将材料科学和生命科学融合在了一起，”Florian Gerdts 表示。

项目参与方计划为此使用多孔钛结构，因为钛的抗腐蚀性特别强，这对于在海水中使用至关重要。

未来，整个过程将在电力产生的地方，也就是海上风力涡轮机处进行。这样一来，科学家们就无需先将电力输送到大陆。电力输送不仅成本高昂，还会造成能量损失。相反，绿氢将在现场生产出来。这些氢可以被高效地进一步运输，并应用于钢铁和化工生产等能源密集型行业。

合作方

该项目的合作方包括德国基尔应用科学大学（由基尔应用科学大学研发中心有限公司协调）以及来自基尔的科技公司 Element22 GmbH，该公司为该项目制造钛部件。

SalYsAse 项目与石勒苏益格 - 荷尔斯泰因州的创新联盟 CAPTN Energy 相关联，该联盟将可再生能源用于航运应用。

（信息来源：geomar.de）