經(jīng)受住了8級大風(fēng)、海浪、暴雨等海洋環(huán)境的考驗(yàn)，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超240小時……近日，全球首套與可再生能源相結(jié)合的漂浮式海上制氫平臺“東福一號”海上中試成功。東方電氣（福建）創(chuàng)新研究院有限公司（下稱東福研究院）總經(jīng)理劉泰生一顆懸著的心終于放了下來：“我們邁出了從實(shí)驗(yàn)室向產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵一步，向世界展示了中國原創(chuàng)的‘海洋綠氫’方案?！?/p>
勇闖前沿技術(shù)“無人區(qū)”
眾所周知，氫氣是最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗?，而海洋正是地球上最大的氫礦。同時，海風(fēng)等可再生能源發(fā)電也是清潔、高效、可持續(xù)的發(fā)電方式。那么，怎樣充分地利用海洋資源？
劉泰生深知，向大海要?dú)涫俏磥須淠馨l(fā)展的重要方向。然而，海水成份非常復(fù)雜，要想實(shí)現(xiàn)海水制氫，不僅要面臨海水的有害腐蝕性及毒性所造成的催化劑失活等挑戰(zhàn)，還要克服海風(fēng)波動大等問題。
“通過調(diào)研我們了解到，海水制氫可以分為直接制氫和間接制氫兩種技術(shù)路線。其中，海水間接制氫成本較大，工程建設(shè)難度較高。在海水直接電解制氫方面，國內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)圍繞催化劑工程、膜材料科學(xué)等進(jìn)行了大量研究，但是半個世紀(jì)以來，仍然未有突破性的成果?！眲⑻┥榻B。
如今，劉泰生團(tuán)隊(duì)依托深圳大學(xué)、四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊(duì)的海水無淡化原位直接電解制氫理論方法及創(chuàng)新技術(shù)，讓無淡化過程、無額外能耗的規(guī)模化高效海水原位直接電解制氫成為可能，困擾科技界和產(chǎn)業(yè)界多年的世界性難題終于成功破解。去年11月，謝和平院士團(tuán)隊(duì)在《Nature》發(fā)表了該技術(shù)成果。今年3月，該成果被評為2022年中國科學(xué)十大進(jìn)展之一。
攜手布局專利有妙招
“去年9月，我們就關(guān)注到了謝和平院士團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新成果。10月，我們與該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了深入的溝通交流?！睎|福研究院副總經(jīng)理胡小勇介紹，“去年12月16日，我們便與該團(tuán)隊(duì)簽署協(xié)議，開展該成果聯(lián)合創(chuàng)新，并推進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化工作。在合作期間，只有我們雙方可以共享專利等知識產(chǎn)權(quán)成果?！?/p>
胡小勇介紹，東福研究院與謝和平院士團(tuán)隊(duì)在合作初期就開展了專利等知識產(chǎn)權(quán)布局。從海上小試開始，東福研究院的知識產(chǎn)權(quán)專員全程跟進(jìn)專利等知識產(chǎn)權(quán)進(jìn)展。目前，雙方正在系統(tǒng)全面地分析國內(nèi)外專利及技術(shù)路線，確定自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)路線及研發(fā)技術(shù)，進(jìn)一步制定海水制氫產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃。
“對于‘東福一號’，我們打算在布局核心專利的基礎(chǔ)上，繼續(xù)完善防御性的專利，形成完整的專利包，而知識產(chǎn)權(quán)管理體系的完善是保障我們進(jìn)行專利布局的基礎(chǔ)。”胡小勇表示，東福研究院不斷構(gòu)建知識產(chǎn)權(quán)管理體系，形成了知識產(chǎn)權(quán)管理辦法、知識產(chǎn)權(quán)獎勵辦法等相關(guān)制度。
為進(jìn)一步有效激勵科技創(chuàng)新，雙方還正在制定基于知識產(chǎn)權(quán)的收益分享方案。胡小勇介紹，在項(xiàng)目實(shí)施時，雙方會分階段確定科研人員對項(xiàng)目的貢獻(xiàn)。當(dāng)項(xiàng)目結(jié)題時，雙方及時確定每一位科研人員的貢獻(xiàn)及其在整個項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中的貢獻(xiàn)程度，根據(jù)鑒定與確權(quán)情況，為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展與公司孵化階段的知識產(chǎn)權(quán)作價入股做好準(zhǔn)備。此外，對于知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)化收益，除了當(dāng)期獎勵外，雙方還建立了項(xiàng)目分紅等中長期激勵措施，激勵科研人員做好知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)工作。
綠電制氫成果終落地
有了創(chuàng)新成果，進(jìn)行了知識產(chǎn)權(quán)布局，成果落地應(yīng)用的進(jìn)程也在同步推進(jìn)。今年以來，謝和平院士團(tuán)隊(duì)與東福研究院聯(lián)合研發(fā)出了“東福一號”，決心在真實(shí)海洋環(huán)境下驗(yàn)證成果的可行性與實(shí)用性。
盡管團(tuán)隊(duì)前期在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)做了充分的測試，但如今到了海上，溫度、海風(fēng)、海浪等因素都會時刻變動。怎樣過濾海水中的微生物等物質(zhì)？怎樣保障“東福一號”在海上保持穩(wěn)定？……這些問題一直在劉泰生的腦中盤旋，促使他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不斷在實(shí)踐過程中攻堅(jiān)克難。
談及海上中試的過程，劉泰生對“東福一號”接入海上風(fēng)電記憶猶新。“5月17日，在福建省興化灣的海上風(fēng)電場，我們的成果通過線纜接入海上風(fēng)電，真正開始了綠電制氫?！眲⑻┥f，海上風(fēng)電會產(chǎn)生波動很大的交流電，團(tuán)隊(duì)需要將其轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的直流電，還要做好斷電等意外工況發(fā)生的準(zhǔn)備。為此，團(tuán)隊(duì)在“東福一號”上集成了原位制氫、智慧能源轉(zhuǎn)換管理、安全檢測控制等系統(tǒng)，從而確保海上風(fēng)電高效穩(wěn)定地制氫。
“在‘東福一號’上，我們已經(jīng)提交了‘海水無淡化原位直接電解制氫方法、裝置及系統(tǒng)’等6件專利申請?！眲⑻┥榻B，此次海上中試的成果已通過四川省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢測院檢測，檢測數(shù)據(jù)表明：此次海上中試制氫規(guī)模達(dá)到并超出設(shè)計值；電解能耗為5千瓦時每標(biāo)方氫氣；在3級至8級海風(fēng)、0.3米至0.9米浪高的真實(shí)海洋環(huán)境下連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行10天后，海水雜質(zhì)離子阻隔率仍然高達(dá)99.99%以上（與純凈水直接電解制氫效果相當(dāng)），穩(wěn)定性良好。
“此次海上中試的成功，標(biāo)志著海水直接電解制氫在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程上跨出了一大步，邁入到了海水直接電解制氫新時代?！眲⑻┥硎?，該技術(shù)的推廣應(yīng)用將有望開辟集海上風(fēng)電等可再生能源、海水資源利用、氫能生產(chǎn)于一體的全新海洋綠氫工業(yè)體系，將更多“海水資源”轉(zhuǎn)化為“海水能源”，為零碳供能提供中國方案。
