探秘可再生能源电解海水制氢新蓝海——专访北京化工大学孙晓明教授

DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20250604.01　文章编号：1003-0417(2025)06-05-08

探秘可再生能源电解海水制氢新蓝海——专访北京化工大学孙晓明教授

本刊记者：李鹏、孙静琳、于玲玲

　　“双碳”战略的实施直接推动了中国可再生能源产业迅猛发展，截至 2025 年3 月底，中国风电、光伏发电累计装机容量达到14.82 亿kW，首次超过了火电装机规模(14.51 亿kW)。与此同时，不断攀升的装机规模使可再生能源电力并网与消纳方面的问题日益凸显。2025年5月，国家发展改革委、国家能源局联合印发的《关于有序推动绿电直连发展有关事项的通知》中提出“项目整体新能源年自发自用电量占总可用发电量的比例应不低于 60%”。储能成为支撑可再生能源并网与消纳的重要方式。在诸多储能技术中，可再生能源电解水制氢具有长时大规模储能的特点，成为可再生能源电力消纳的理想方案之一，也因此成为当下新型储能领域的一个火热赛道，受到国家的重视和支持。

　　2025 年4 月28 日，国家能源局发布的《中国氢能发展报告(2025)》指出，全球氢能生产消费保持平稳增长，可再生能源制氢项目加速投运。截至2024 年底，全球氢能生产消费规模约为1.05亿t；各类可再生能源电解水制氢项目累计已建成产能超25 万t/ 年，其中2024 年新增可再生能源电解水制氢项目产能超7 万t/ 年；2024 年中国与欧洲新建可再生能源电解水制氢项目产能分别占全球产能的63% 和24%，绿电制绿氢方兴未艾。

　　近年来，北京化工大学孙晓明教授对可再生能源电解海水制氢进行了深入研究，并取得了重要成果，其团队于2025 年3 月在《Nature》发表了关于电解海水制氢技术的高水平学术论文。为此，我刊近日对其进行了专访。

绿氢在新型电力系统中的“储能”角色

　　中国的风电和光伏发电装机容量在全球居于首位，但局部地区弃电率超过5%，储能是破解风光弃电难题、构建新型电力系统的关键一环。对于分布式风光发电，通常是采用电池型电化学储能技术，并且目前电化学储能技术也具有较为成熟的商业模式；但对大型风光电站而言，电池型电化学储能技术一般很难适配。面对电网级别的规模，用电池型电化储能技术来调节，就好比用矿泉水桶去调节长江的流量，无法从根本上解决问题。大型风光电站若要采用电池型电化学储能技术，会存在一些弊端：一方面，该方式难以实现长周期储能；另一方面，储能电池的装机容量还需要增加成百上千倍，会造成储能电池所需材料( 例如：钴、镍、锂等) 的巨量消耗，对资源禀赋的匹配带来巨大挑战。那何种方法可以实现以有限的资源来存储巨量的可再生能源电力呢？其中一种方法就是通过绿电电解水制氢然后再存储，即氢化学储能。氢具有能源和物质的双重属性，在化工、交通、冶炼等领域的脱碳中扮演着关键角色，因此，绿氢的独特价值得以体现。

　　首先，氢能具有跨时空调节的“长周期储能”特性。区别于锂电池类电化学储能 ( 储能周期以“天”计 ) 方式，氢能可以大规模、跨周期储存——将夏季(或白天)富余的光伏电力、冬季(或夜晚)过剩的风电通过电解水转化为氢气，储存于高压罐或地下储氢库，在数月( 或数日) 后能源需求高峰时释放，填补了长期( 或短期) 储能的空白。这种“削峰填谷”能力，能有效平抑风光发电的季节性或周期性波动。

　　其次，氢能具有多场景消纳的“万能转换器”作用。绿氢不仅是储能介质，更是连接电力、交通、工业等领域的桥梁：在电源侧，其能直接耦合风电、光伏发电的波动性输出，通过电解水实时消纳电力，降低电网调峰压力；在应用侧，氢气可作为零碳燃料用于重型卡车、船舶等交通工具，或作为原料用于化工合成氨、冶金还原等领域，形成“风光电 - 绿氢- 零碳工业”的全链条循环。这种跨领域的兼容性，让绿氢成为破解可再生能源“孤岛效应”的关键。

　　从战略层面看，绿氢是未来能源结构转型的“核心推手”。中国能源消费中，工业、冶金领域的脱碳难度极大，而绿氢能为这些“难脱碳领域”提供解决方案。例如：化工行业使用绿氢替代化石燃料生产甲醇，可降低 80% 以上的碳排放；钢铁冶金行业使用绿氢还原铁矿石，能从源头实现“零碳炼钢”。这与中国“双碳”目标高度契合，推动能源结构从“以电为主”转向“电氢协同”，加速构建零碳产业体系。

　　因此，如何实现绿电与绿氢的完美结合？现在的电解槽能否完成这样的使命？

创新性电极设计提升电解槽寿命

　　目前工业化应用的电解槽一般有酸性和碱性2 种形式，酸性电解槽是采用质子交换膜(PEM)的电解槽，碱性的是采用碱液(ALK) 的电解槽。前者依赖贵金属，未来推广可能陷入越规模化越贵的囧境，而且能源供给可能从化石能源( 比如：石油、天然气) 受限，变成贵金属化学资源( 比如：Pt、Ir 等) 受限。所以从一开始，孙晓明教授团队就盯紧了碱性电解( 海) 水技术，这种技术不依赖贵金属，可推广性强，未来前景广阔。

　　但是碱性电解( 海) 水技术一般需要稳定的电源，波动性的可再生能源绿电是碱性电解槽无法“下咽”的“垃圾电”。如何解决这一世界级挑战？孙晓明教授团队研究发现，波动性电力电解水制氢的短板在电解槽的阴极，其活性衰减将直接导致电解槽寿命缩短。针对这一问题，孙晓明教授团队在 2025 年《Nature》上发表的《10000 h稳定间歇式碱性海水电解》论文中，提出了以“原位构建多层钝化结构”来解决阴极氧化与腐蚀问题。

　　这一设计如何平衡高电流密度下的析氢效率与电极稳定性？与传统碱性电解槽相比，该方案在耦合波动性可再生能源时的优势体现在哪些方面？针对这些问题，孙晓明教授给出了解答。

　　孙晓明教授表示，对比传统方案，本方案在适配风电、光伏发电等波动性电源时的优势非常显著：传统的碱性电解槽在耦合波动性电力电解时，在停机条件下会面临反向电流及跨膜溶解氧对阴极的氧化，导致其活性位点被氧化失效的问题。长期以来，学者都是通过改进设备或改良工艺条件来减轻反向电流的影响，但未能解决阴极材料不抗氧化的根本问题，同时需要额外的设备投入或增加运行成本。而原位构建的多层钝化结构可使电解槽重启时阴极迅速恢复催化活性，能够直接从材料层面解决这个问题；且实测设备启停千余次后阴极的性能几乎无衰减，稳定性远超传统电极，有望为利用波动性绿电制取绿氢提供破局方案。

　　这项研究的核心是为电极设计了一套“会自我修复的防护体系”。孙晓明教授团队开发的NiCoP-Cr2O3 电极在间歇电解过程中，会在停机条件下原位生成3 层钝化结构，有效抵抗停机条件下面临的反向电流氧化、电极自放电、自氧化等一系列问题；另外，前人的研究结果表明，Cr2O3 还可以有效阻隔跨膜溶解氧对阴极活性位点的过度氧化。这种“分工协作”让电极在停机条件下可以有效保护活性位点不被 OH- 氧化，从而可以维持到下一次析氢循环再次被激活。此外，钝化层在下一次析氢过程中的复原也尤为重要，因为钝化层的存在会影响析氢活性。研究结果表明：钝化层结构在施加负电位后可以被还原，重新回到原始晶相。因此，NiCoP-Cr2O3 电极可以实现长时间、超频繁波动条件下的海水电解。这种电极在0.5 A/cm2 的工业高电流密度下，既能保持高析氢效率( 过电位仅250 mV)，又能实现超长寿命——连续启停运行 10000 h，电压几乎不增长，相较于传统的碱性电解槽，寿命提升了10 倍以上。其次，这种电极具有高盐环境耐受性。中间的磷酸盐层可以有效提高氯离子对金属Ni 位点的吸附能，在碱性盐水中，电极寿命从传统方案的500 h 延长至10000 h 以上，解决了长期困扰的“盐腐蚀”难题。孙晓明教授说，该材料在工程应用上也已实现突破。这套技术已在中广核“伏羲一号”海上平台落地，成功适配风电的剧烈功率波动 (18%～150% 负荷调节)，即使在台风导致的频繁启停工况下，制氢系统仍能保持99.999% 的氢气纯度和85% 以上的制氢综合能源效率，为可再生能源与电解水制氢的深度耦合提供了关键支撑。

　　孙晓明教授团队长期关注海水电解，其在《Nature》发表关于电解海水阴极的成果之前，曾经提出“动态调控 Ir-Cl 配位”策略，显著提升了阳极析氧反应 (OER) 活性并抑制Cl- 腐蚀。不同于以往海水电解电极排斥Cl- 的设计策略，孙晓明教授团队创新性的利用海水中大量存在的“有害”Cl 和Ir 活性位点强配位的特性，以Cl-调控活性位点Ir 的配位结构，优化中间体吸附能，降低反应能垒，显著提升了碱性海水环境中电极的析氧反应活性和选择性，是另一个比较大的创新。孙晓明教授形象地比喻这项创新技术能使海水与制氢“化敌为友”，让氯来帮助更有效的制氢；同时，让电解技术对水质不再挑剔，“含盐脏水”也可直接制氢。

　　传统酸性海水电解技术中，铱基催化剂虽然析氧活性高，但Cl- 会迅速破坏其表面结构，导致其寿命缩短；而“动态调控 Ir-Cl 配位”策略相当于给催化剂装上了一个“智能阀门”。这种按需切换的机制，打破了传统设计中“活性 -稳定性”的权衡取舍 (trade-off)，是从“被动耐蚀”到“主动调控”的思路革新。在这一工作基础上，孙晓明教授团队已经证明 Ir-Cl 配位结构还可以改变邻位原子( 例如：Ni 或Co) 的电子结构，激发邻位点催化活性，使碱性海水电解的能耗较碱液纯水电解进一步降低近30%。

绿氢距离大规模商业化发展还有多远？

　　应用落地，大规模商业化发展，是一项创新技术最终价值的根本体现。当前绿氢显然还未走到这一步。那么，目前风电、光伏发电电解海水制氢的成本与传统火电电解淡水制氢的成本差距有多大？制约绿氢大规模商业化发展的瓶颈是什么？又该如何降低绿氢成本？

　　对此，孙晓明教授表示，目前来看，风电、光伏发电电解海水制氢的成本约为3～4 美元/kg，而传统火电电解淡水制氢的成本约为1.5美元/kg，两者差距主要来自电价、催化剂寿命和系统规模化程度。中国现在每年大概要消耗3600 万t 的氢用于炼油，这些氢大部分为煤制灰氢，成本约为10 元/kg。这些氢气的纯度约为99.0% 或99.9%，用于炼油足够了，但若用于燃料电池或其他对氢有高纯度要求的冶金化工领域，则需进一步提纯至99.999%，而提纯成本超过3 元/kg，假如考虑未来征收的碳税，成本还会再涨。若采用风电或光伏发电电解水制氢，绿电的成本为0.15 元/kWh 时，绿氢成本可以达到10 元/kg，氢气纯度可达99.999%。因此，绿氢的成本仍有下降的潜力，其优势将会逐渐体现出来。

　　制约绿氢商业化的瓶颈主要体现在3 个方面：首先是催化剂耐久性不足，当前主流电极材料在高盐环境下的寿命普遍仅为1～2 万h，电极更换成本占设备总支出的30% 以上；其次是系统集成效率偏低，传统电解槽在大规模制氢时面临活性位点分布不均、能耗升高等问题；第三是电价与政策支持体系尚未完善，风电、光伏发电的平均电价约为0.4 元/kWh，较火电电价仍有差距，且绿氢尚未纳入碳交易这类市场化补偿机制。

　　孙晓明教授认为，未来3～5 年，有3 条主要技术路径可显著降低绿氢成本：一是提升催化剂寿命，通过“多层钝化结构”“配位工程”等技术，将电极寿命从 1～2 万h 提高至8 万h( 目标预计2030 年可达成)，降低材料更换频率和维护成本；二是推进系统模块化集成，采用撬装式设计实现5 MW 级装备规模化生产，预计可降低制造成本30% 以上，同时提升海上制氢平台空间利用率和安装效率；三是依赖政策与电价协同，推动风光电价降至0.2 元/kWh 以下( 例如：海上风电平价上网)，并探索“绿氢置换碳配额”机制，通过市场手段提升项目的经济性。这些措施若能落地，绿氢成本有望接近 10 元/kg，加速其商业化进程。

　　孙晓明教授团队曾负责中海油兆瓦级电解海水制氢装置的设计和关键零部件制造，其通过“3步走”策略实现了催化剂从实验室应用到工业级装备应用的跨越。

　　1)实验室催化剂的工程化集成策略。首先是电极放大与均匀性控制。实验室里的催化剂测试通常在厘米级电极上进行，而工业装置需要米级面积的高效催化层。团队通过合成优化，实现了大面积高致密催化层在金属基底上的生长；使用等离子喷涂，在高温等离子焰流中将催化材料熔融成熔融态，通过超高速惰性气流将催化材料喷涂到基底表面，高温熔融与高速惰性气氛确保了催化材料与基底之间的超强结合力和催化材料均匀性；后续通过液相合成原位生长前驱体，然后高温气相转化生成大面积、均匀的电解海水催化剂。同时，优化电解槽中的流体场，采用“流场均匀性设计”，就像在电极表面构建“高速公路网络”——通过多通道流道布局，让海水和电流均匀分布，确保每一处活性位点都能“公平工作”，避免局部过载导致的性能衰减。

　　其次是动态工况适应性优化。工业电解槽面临输入电源功率不稳定、温度变化等复杂工况，团队通过智能控制系统实时调节电流密度与电解液流速。例如：当输入电源功率下降时，系统自动降低设备运行功率，实现低功率运行，适配电源输入；当体系温度升高时，系统自动增加流速并增大余热回收利用系统功率，动态调整系统温度，确保催化剂始终处于最佳反应状态。这套智能控制系统将局部过热和腐蚀风险降低了70%。

　　2)模块化撬装设计——海上风电电解水制氢的“万能适配器”。海上制氢平台空间“寸土寸金”，且面临剧烈海浪冲击，传统固定式设备难以满足需求，而模块化撬装设计就像“海上能源积木”，具有紧凑灵活、抗晃动与可扩展的特点。按照电解水制氢系统的功能不同，可将装置分成电控、电解槽、平衡系统 (BOP)、纯化、辅助、公用工程模块，安装后体积可比传统装置缩小40%，可实现工厂组装、海上制氢平台直接吊装的安装模式，且装置主体的安装时间从两周缩短至24 h。模块化设计最大程度降低了装置的整体尺寸，增大了装置的整体刚度，使其在海浪晃动条件下具有更好的稳定性。装置支持多模块并联，通过不同功能模块的灵活组配，单个制氢平台的制氢装备规模可轻松扩容至百兆瓦级，适应海上风电集群的规模化制氢需求。

　　3)抗盐雾腐蚀与防生物污损的工程突破。抗盐雾腐蚀相当于给设备穿上“防护铠甲”，从材料革新和环境改造两个方面进行突破。针对海上盐雾腐蚀问题，团队分为室外防腐和系统防腐两步进行。对于暴露在外部盐雾环境中的装置表面，以区域盐雾腐蚀特性为基础，有针对性地开发或优选防腐涂料；对于制氢装置本体，以装置功能、使用环境、工艺参数等特性为基础，有针对性地适配涂料、不锈钢、高分子材料，并对材料衔接形成了标准规范，最大程度从材料角度提高设备的抗盐雾腐蚀能力。另外，在环境改造角度，制氢装置所在的室内空间需要解决防腐和通风之间的矛盾，因此团队开发了具备高通量的腐蚀离子过滤器，可将海洋环境中主要腐蚀离子阻挡在制氢车间之外，同时保证车间的空气流通。

　　4)余热利用解决盐积累问题。与传统碱液电解不同，海水电解时海水的不断补充会带来盐的积累。那如何解决海水电解中盐积累的问题？孙晓明教授团队曾研究过“超疏盐”电极和“同离子效应”促进盐的结晶，但这些都不能从根本上解决问题。后来，团队通过余热利用的脱盐技术与海水电解技术相结合，较好地解决了这一矛盾。

　　余热利用的3 个关键因素是蒸腾、冷凝和真空。以海水同时作为蒸腾原料、冷却源、真空源，将海水抽取至余热回收装置中，并通过换热器将其升温至80 ℃ 以上；通过引射泵抽取真空，将装置内海水沸点降至40 ℃。在装置沸腾室中的海水与电解制氢系统的电解液进行换热产生蒸汽，再通过冷凝室中的海水对蒸汽进行冷却，以产出的低浓度盐水作为电解原料水。此装置的采用减少了平台的冷却塔投入，处理后海水盐浓度为10～300 ppm，每小时副产水率为40L/100 kW，电解制氢系统的综合能源利用率提升至90% 以上，实现了水热平衡一体化。

　　中海油兆瓦级电解海水制氢装置在真实海况下交出了亮眼答卷。连续运行超1000 h，性能衰减小于1%，制备的氢气纯度稳定在99.999% 以上。这些成果证明，孙晓明教授团队不仅解决了催化剂放大的“性能衰减”难题，更通过模块化设计和防腐技术，让工业级设备在严苛海洋环境中实现了“稳定输出”，为中国海上绿氢装备的规模化应用奠定了工程基础。

　　简单来说，从实验室到海洋的跨越，本质是“精准控制”与“环境适配”的结合——让催化剂在更大尺度上保持高效，让设备在极端环境中稳定运行，这背后是材料、控制、结构多学科的协同创新。

政策支持绿氢产业发展

　　中国光伏产业发展是在国家政策支持下逐渐壮大起来的，中国在绿氢产业链中亟需哪些政策支持？如何推动海上风电与电解水制氢的并网标准的衔接或统一？

　　针对上述问题，孙晓明教授认为，主要应从以下几个方面着手推进。

　　1)需加快绿氢并网标准的顶层设计。当前海上风电与电解水制氢的融合面临“接口不统一”的问题，比如：电网对波动性电源的耐受标准、设备通信协议等尚未明确。亟需由国家能源局牵头，联合工信部、电网企业等，制定海上可再生能源制氢系统并网技术规范，明确电压波动耐受范围 ( 比如：±20% 额定功率波动)、实时通信协议( 比如：Modbus/TCP 统一数据格式) 等核心参数，推动“源 - 网- 荷- 储”一体化设计，让海上风电电解水制氢系统能与电网“无缝对接”。

　　2)建立跨行业补贴与市场机制。绿氢产业作为新兴产业，当前成本仍高于灰氢，亟需将其纳入可再生能源消纳补贴体系。例如：参照光伏发电、风电的电价补贴模式，对绿氢生产给予度电补贴。同时，探索“绿氢置换碳配额”机制，允许制氢项目将减排量纳入碳交易市场，提升项目的经济性。例如：每生产 1 kg 绿氢可置换对应减排量的碳配额，预计可降低15%～20% 的成本压力。

　　3)设立研发计划专项。针对电解海水制氢的“卡脖子”技术，比如：长寿命催化剂 ( 目标寿命8 万h 以上)、耐蚀隔膜材料( 耐120 ℃ 碱性海水500 h 以上)，建议设立“国家重点研发计划专项”，集中高校、企业、科研院所的力量联合攻关。例如：在“十四五”期间重点支持非贵金属催化剂、高效膜材料、智能化控制系统等方向的研究，突破材料寿命与系统制氢效率的核心瓶颈。

　　4)在海上标准衔接方面，建议由国家能源局联合海洋局、中国船级社等，制定海上可再生能源制氢系统设计规范，明确设备的抗风浪等级( 比如：抵御12 级台风)、盐雾腐蚀防护标准( 比如：表面涂层耐盐雾1000 h 以上)、无人值守运维要求等。通过“政策 + 标准+ 研发”三位一体的支持，不仅能加速绿氢产业链成熟，更能巩固中国在海上可再生能源电解水制氢领域的国际领先地位，为“双碳”目标的实现提供坚实的政策与技术保障。

海上风光电解海水制氢的异同

　　目前中国在大力发展海上风电的同时，也在积极推动海上光伏发电的发展。在电解海水制氢技术方面，风电与光伏发电是否同样适配或有何不同？未来电解海水制氢的发展趋势是什么？

　　孙晓明教授表示，在电解海水制氢技术中，风电与光伏发电各有适配优势，也面临不同挑战。

　　风电的优势在于单机装机容量大、输出功率相对稳定，适合支撑大规模制氢装置的运行。但风速波动会导致设备频繁启停，对电极的耐久性提出了严峻考验——传统电极在反复启停中易因电势波动出现氧化损伤。孙晓明教授团队开发的“多层钝化结构”技术，通过动态形成保护层，有效提升了电极的抗疲劳能力，并已在中海油兆瓦级电解海水制氢项目中验证了该技术的稳定性。

　　光伏发电的优势在于分布式部署灵活，能适应海上制氢平台的碎片化空间需求，但受昼夜交替、天气变化等因素的影响，功率输出波动范围大( 为20%～100%)。为此，孙晓明教授团队研发了宽功率电解工艺，确保了采用光伏发电电解海水制氢时，在20% 额定功率下氢中氧含量可低于2%，解决了低负荷段的制氢效率与安全性问题。

　　未来电解海水制氢的发展趋势主要体现在3个方面：1) 多能耦合一体化，推动“风光储氢”与潮汐能、波浪能等海洋能深度融合，构建综合供能系统。例如：在海上制氢平台集成风电、光伏发电与电解槽，结合储能装置实现能源自给自足，提升资源利用效率。2) 材料的国产化与低成本化。加速Ni 基、Co 基等非贵金属催化剂的研发与应用，替代依赖进口的贵金属材料，不仅能催化剂成本降低50% 以上，更能破解供应链“卡脖子”问题，提升产业安全性。3) 智能化与无人化技术升级，通过集成AI 诊断系统，实时监测设备的腐蚀状态、性能衰减等参数，实现故障预警与预测性维护，适应海上无人值守场景。总体而言，风电与光伏发电在电解海水制氢中并非“二选一”，而是互补协同的关系。未来技术发展将围绕“适配复杂工况、降低成本、提升智能化”展开，推动海上“绿电 - 绿氢”一体化从示范走向规模化应用，为实现“双碳”目标提供海洋能源解决方案。

基础研究与应用导向的平衡

　　我们注意到孙晓明教授团队今年发表于《Nature》上的文章中第一作者是孙晓明教授的硕士生沙琪昊，在由学生主导上万小时测试项目的过程中，如何培养青年学者直面产业化复杂性的能力？如何平衡基础研究与应用导向的课题选择？

　　对此，孙晓明教授说：“在培养青年学者时，我们始终坚持‘问题导向’的科研理念，让学生在真实的产业化场景中锤炼能力。以沙琪昊同学主导的万小时测试项目为例，我们让该同学深度参与中海油兆瓦级电解海水制氢装置的现场测试，直接面对间歇性电解导致的电极损伤、盐雾腐蚀等复杂工程问题。这种培养方式不是简单的实验室操作，而是让学生全链条参与从设备调试、数据采集到故障分析的全过程，在海风、高盐等真实工况中观察现象、提炼科学问题。比如，他在测试中发现的电极电势波动引发的阴极氧化失效问题，直接推动了‘多层钝化结构’的设计优化，这种从实践中诞生的科研课题，既锻炼了学生解决复杂问题的能力，也让基础研究更具有针对性。”

　　孙晓明教授还表示，在平衡基础研究与应用导向课题时，他们秉持“双向驱动”的原则：一方面，从国家需求出发，做“有目的科研”，凝练“卡脖子”技术难题 ( 比如：“双碳”目标下急需的长寿命催化剂、耐蚀电极材料等 )，将其转化为可攻关的基础研究课题；另一方面，注重将基础研究成果反哺应用技术，践行“有组织科研”，形成“基础突破-技术攻关-成果转化-产业反哺”的闭环。从“动态调控 Ir-Cl 配位”到“阴离子工程防腐蚀”策略，再到抗波动的磷化物纳米阵列电极开发；从实验室发现 Cl- 对催化剂活性和稳定性的影响，到耗时5 年将其转化为抗腐蚀涂层技术，期间经历了从分子模拟、材料制备到海水制氢平台实测的反复迭代，既夯实了基础理论，又解决了工业级装置的耐久性难题。

　　这种培养模式下，学生不仅掌握了实验技能，更重要的是学会了从产业痛点中提炼科学问题。科研的价值不仅在于发表论文，更在于解决真实世界的挑战。当基础研究与应用需求形成良性互动，青年学者就能在掌握核心技术的同时，积累兼具学术深度和工程价值的成果，这正是期望培养的“既能坐得住冷板凳，又能下得了生产线”的复合型人才。

“顶刊热”与“真问题”的抉择

　　目前大环境下，年轻科学家都在“卷”发论文，追逐研究热点，您认为年轻学者如何在“顶刊热”与“真问题”间进行抉择？或者说，您认为科学研究应如何在高影响力论文与实用技术之间取舍？

　　面对此问题，孙晓明教授答道：“‘做个好学者，研究真问题’，这是我朋友圈里的座右铭。首先，在当下的学术环境中，年轻学者需要锚定国家需求，将个人研究方向与‘双碳’目标、能源安全等重大战略结合。比如，我们团队聚焦的电解海水制氢中的腐蚀、效率问题，这些看似是具体的技术瓶颈，实则是制约产业落地的‘真问题’，既具有科学探索价值，又能直接服务于国家能源转型。这类研究往往能在解决实际挑战的过程中产生高影响力成果——像我们发表在《Nature》上的论文，本质上就是源于对海上风电电解水制氢中电极寿命难题的攻关，这说明‘真问题’与‘顶刊’并不矛盾，反而是产生原创成果的沃土。其次，要拒绝‘为发论文而研究’的功利心态，主动深入产业一线。比如，我们团队在中海油兆瓦级电解海水制氢装置的测试中，从风电的波动性问题中提炼出磷化物抗腐蚀电极的新方向和新机理。这种从工程反馈中诞生的课题，既避免了‘闭门造车’，又能切实推动技术进步。年轻学者应珍惜与企业、工程现场的合作机会，在真实工况中发现科学问题，让研究更具针对性。最后，要有‘十年磨一剑’的定力，追求长周期价值。以我们团队对‘气体超浸润电极’的研究为例，从基础概念的提出到工程化应用耗时十余年，期间经历多次理论迭代与实验验证，最终形成系列原创技术。这种深耕不仅能催生实用技术，更能积累系统性成果，自然会获得学术界的认可。科学研究的本质是解决真实世界的问题，当青年学者将个人兴趣与国家需求深度结合，把‘做个好学者，研究真问题’作为准则，高影响力论文会成为解决问题过程中的自然产出，而非刻意追逐的目标。这才是学术价值与社会价值的真正统一”。

后记：绿氢的海洋蓝图

　　孙晓明教授在采访中为我们描绘了未来海上绿色能源蓝图：碧波之上，海上风光协同发电，电解海水装置将海水转化为绿氢，通过管道或储罐输向远洋货轮或港口码头，这些船舶或工厂以绿色燃料为动力，实现全程零碳排放。在碳税贸易壁垒成为国际竞争工具的背景下，绿氢将成为“双碳”目标下的新蓝海。随着技术突破与政策落地，这片新蓝海正从梦想照进现实，孙晓明教授及其团队正为此不懈努力