在海南省海口市的海南大學協(xié)同創(chuàng)新中心實驗室里，一臺銀灰色的實驗設備正安靜運轉(zhuǎn)。這臺設備沒有復雜的預處理裝置，僅通過一根管道直接引入天然海水。當電流接通后，設備視窗內(nèi)呈現(xiàn)出一幅獨特景象：一側(cè)氣泡不斷翻涌，標志著氫氣的持續(xù)生成；另一側(cè)則有白色絮狀物緩緩沉淀，這是高純度氫氧化鎂的結(jié)晶過程。

該設備作為天然海水制氫提鎂工程樣機，已在真實海水環(huán)境中連續(xù)穩(wěn)定運行超過5000小時。項目負責人田新龍教授指出："傳統(tǒng)工藝將鎂離子視為需要去除的雜質(zhì)，而我們通過技術(shù)創(chuàng)新將其轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品。這種轉(zhuǎn)變不僅提升了資源利用率，更為綠氫產(chǎn)業(yè)開辟了新的經(jīng)濟模式。"

這項突破性成果源于海南大學海洋清潔能源團隊與中國科學院寧波材料所的聯(lián)合攻關(guān)。研究團隊在國際權(quán)威期刊《自然·通訊》發(fā)表的論文顯示，其開發(fā)的"一電兩用、一水雙收"技術(shù)，成功解決了綠氫生產(chǎn)面臨的兩大難題：高昂的淡水消耗和設備結(jié)垢問題。傳統(tǒng)電解水制氫依賴高純度淡水，而直接電解海水時，海水中的鎂、鈣離子會快速在電極表面形成沉淀，導致設備在數(shù)小時內(nèi)失效。

行業(yè)此前普遍采用"先淡化后制氫"的解決方案，但這種工藝需要建設復雜的海水淡化系統(tǒng)，大幅推高了綠氫生產(chǎn)成本。研究團隊成員封蘇陽形象地比喻："就像燒水壺結(jié)垢需要定期清理，電解海水時的結(jié)垢現(xiàn)象更為嚴重，鎂離子會在電極表面形成堅硬沉積層，直接阻斷反應進程。"

轉(zhuǎn)機出現(xiàn)在對電極沉淀物的深入分析中。團隊發(fā)現(xiàn)海水中鎂離子儲量是陸地的數(shù)萬倍，而氫氧化鎂作為阻燃劑和航天材料的關(guān)鍵原料，市場價格持續(xù)走高。"既然無法避免鎂離子參與反應，何不主動收集利用？"基于這個思路，團隊歷時四年研發(fā)出新型電極材料。通過在鉑電極表面引入特定碘離子，利用靜電排斥原理形成保護層，使生成的氫氧化鎂無法附著電極，只能以絮狀沉淀形式自動脫落。

經(jīng)濟性驗證顯示，新技術(shù)具有顯著優(yōu)勢。實驗室提純的氫氧化鎂純度超過99%，每生產(chǎn)1公斤氫氣可同步獲得約15公斤氫氧化鎂。田新龍教授算了一筆賬："按照當前市場價格，鎂產(chǎn)品收益基本可以覆蓋制氫成本，這意味著綠氫生產(chǎn)可以實現(xiàn)零成本甚至盈利。"更關(guān)鍵的是，該技術(shù)可在常溫海水條件下直接運行，極大簡化了工程應用流程。

目前，研究團隊已完成從1平方厘米微型電極到900平方厘米大型電極的放大實驗，正在攻關(guān)更大功率的工程樣機。這項創(chuàng)新技術(shù)為沿海地區(qū)提供了全新的能源解決方案：利用海上風電產(chǎn)生的綠電直接電解海水，制取的氫氣可合成綠色甲醇為遠洋船舶提供動力，聯(lián)產(chǎn)的氫氧化鎂則能進入高端新材料產(chǎn)業(yè)鏈。