經受住了8級大風、海浪、暴雨等海洋環境的考驗，連續穩定運行超240小時……近日，全球首套與可再生能源相結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）創新研究院有限公司（下稱東福研究院）總經理劉泰生一顆懸著的心終于放了下來：“我們邁出了從實驗室向產業化的關鍵一步，向世界展示了中國原創的‘海洋綠氫’方案。”
勇闖前沿技術“無人區”
眾所周知，氫氣是最具發展潛力的清潔能源之一，而海洋正是地球上最大的氫礦。同時，海風等可再生能源發電也是清潔、高效、可持續的發電方式。那么，怎樣充分地利用海洋資源？
劉泰生深知，向大海要氫是未來氫能發展的重要方向。然而，海水成份非常復雜，要想實現海水制氫，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，還要克服海風波動大等問題。
“通過調研我們了解到，海水制氫可以分為直接制氫和間接制氫兩種技術路線。其中，海水間接制氫成本較大，工程建設難度較高。在海水直接電解制氫方面，國內外研究團隊圍繞催化劑工程、膜材料科學等進行了大量研究，但是半個世紀以來，仍然未有突破性的成果。”劉泰生介紹。
如今，劉泰生團隊依托深圳大學、四川大學謝和平院士團隊的海水無淡化原位直接電解制氫理論方法及創新技術，讓無淡化過程、無額外能耗的規模化高效海水原位直接電解制氫成為可能，困擾科技界和產業界多年的世界性難題終于成功破解。去年11月，謝和平院士團隊在《Nature》發表了該技術成果。今年3月，該成果被評為2022年中國科學十大進展之一。
攜手布局專利有妙招
“去年9月，我們就關注到了謝和平院士團隊的創新成果。10月，我們與該團隊進行了深入的溝通交流。”東福研究院副總經理胡小勇介紹，“去年12月16日，我們便與該團隊簽署協議，開展該成果聯合創新，并推進知識產權轉化與產業化工作。在合作期間，只有我們雙方可以共享專利等知識產權成果。”
胡小勇介紹，東福研究院與謝和平院士團隊在合作初期就開展了專利等知識產權布局。從海上小試開始，東福研究院的知識產權專員全程跟進專利等知識產權進展。目前，雙方正在系統全面地分析國內外專利及技術路線，確定自主知識產權技術路線及研發技術，進一步制定海水制氫產品發展規劃。
“對于‘東福一號’，我們打算在布局核心專利的基礎上，繼續完善防御性的專利，形成完整的專利包，而知識產權管理體系的完善是保障我們進行專利布局的基礎。”胡小勇表示，東福研究院不斷構建知識產權管理體系，形成了知識產權管理辦法、知識產權獎勵辦法等相關制度。
為進一步有效激勵科技創新，雙方還正在制定基于知識產權的收益分享方案。胡小勇介紹，在項目實施時，雙方會分階段確定科研人員對項目的貢獻。當項目結題時，雙方及時確定每一位科研人員的貢獻及其在整個項目團隊中的貢獻程度，根據鑒定與確權情況，為后續產業化發展與公司孵化階段的知識產權作價入股做好準備。此外，對于知識產權轉化收益，除了當期獎勵外，雙方還建立了項目分紅等中長期激勵措施，激勵科研人員做好知識產權保護工作。
綠電制氫成果終落地
有了創新成果，進行了知識產權布局，成果落地應用的進程也在同步推進。今年以來，謝和平院士團隊與東福研究院聯合研發出了“東福一號”，決心在真實海洋環境下驗證成果的可行性與實用性。
盡管團隊前期在實驗室中已經做了充分的測試，但如今到了海上，溫度、海風、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？怎樣保障“東福一號”在海上保持穩定？……這些問題一直在劉泰生的腦中盤旋，促使他帶領團隊不斷在實踐過程中攻堅克難。
談及海上中試的過程，劉泰生對“東福一號”接入海上風電記憶猶新。“5月17日，在福建省興化灣的海上風電場，我們的成果通過線纜接入海上風電，真正開始了綠電制氫。”劉泰生說，海上風電會產生波動很大的交流電，團隊需要將其轉化為穩定的直流電，還要做好斷電等意外工況發生的準備。為此，團隊在“東福一號”上集成了原位制氫、智慧能源轉換管理、安全檢測控制等系統，從而確保海上風電高效穩定地制氫。
“在‘東福一號’上，我們已經提交了‘海水無淡化原位直接電解制氫方法、裝置及系統’等6件專利申請。”劉泰生介紹，此次海上中試的成果已通過四川省產品質量監督檢驗檢測院檢測，檢測數據表明：此次海上中試制氫規模達到并超出設計值；電解能耗為5千瓦時每標方氫氣；在3級至8級海風、0.3米至0.9米浪高的真實海洋環境下連續穩定運行10天后，海水雜質離子阻隔率仍然高達99.99%以上（與純凈水直接電解制氫效果相當），穩定性良好。
“此次海上中試的成功，標志著海水直接電解制氫在產業化進程上跨出了一大步，邁入到了海水直接電解制氫新時代。”劉泰生表示，該技術的推廣應用將有望開辟集海上風電等可再生能源、海水資源利用、氫能生產于一體的全新海洋綠氫工業體系，將更多“海水資源”轉化為“海水能源”，為零碳供能提供中國方案。
