成员动态 | 大连化物所研发出海水制氢联产淡水新技术

项目团队利用电解水产生的废热作为海水低温制淡水热源，建立了废热回收系统并与海水低温淡化技术进行集成耦合。相比传统淡水电解水制氢，省去了废热移除所必需的换热器单元以及冷却介质，减少设备成本与能耗。在此基础上，团队基于自主研发的铠甲催化剂整体式电极，研制出25千瓦级海水制氢联产淡水装置。运行结果显示，氢气产能达3吨/年，氢气纯度≥99.999%，所产淡水在满足电解需求基础上，可额外联产淡水6吨/年，淡水电导率≤20 微西/厘米，盐度≤0.04微克/毫升，相比传统淡水电解水制氢装置，碱性电解水制氢系统电能利用率提高10%以上。

地球上约70%的面积被海水覆盖，海水占地球总水量的97.5%。电解制氢需要大量水，因此可以说海洋是最大的“氢矿”，向大海要水成为未来氢能发展的重要方向。 然而，相较淡水，海水成分非常复杂，至少含有约92种不同的化学元素，如钠、镁、钙、钾、氯等，还含有大量微生物和悬浮颗粒，利用海水电解制氢会导致有害腐蚀性和毒性、催化剂失活、电解效率低甚至析氯反应释放有毒氯气等诸多技术瓶颈与挑战。

过去几十年中，全球各个国家均在积极开展海水电解制氢领域的研究。总体上，以海水为原料制氢形成了海水直接制氢和间接制氢两种不同技术路线。其中，海水间接制氢本质上是淡水制氢，该类技术严重依赖大规模淡化设备，工艺流程复杂且占用大量土地资源，制氢成本高、工程建设难度大。

虽然两种技术路线均有巨大挑战，但包括我国在内的相关国家如法国、韩国等均在加快推进海水制氢的研究、示范及产业化试点，个别项目已取得阶段性成果和突破性进展。

我国《氢能产业中长期规划（2021-2035年）》提出，结合资源禀赋特点和产业布局，因地制宜选择制氢技术路线，逐步推动构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，推进光解水制氢、海水制氢等技术研发；2023年8月，工信部、能源局等四部门发布《新产业标准化领航工程实施方案（2023-2035 年）》，提出以推动新兴产业创新发展和抢抓未来产业发展先机为目标，统筹推进新产业标准研究、制定、实施和国际化，加快研制风电制氢、海上氢能装备等标准。我国上海、辽宁、河北、深圳、青岛、中山、无锡、大连、北京昌平等省市区已出台相关氢能专项政策均支持推进海水制氢技术研发及试点示范，大部分为近海地区。其中，大连特别提出远期将主要依托海水电解技术的成熟开展大规模可再生能源电解水制氢；上海提出在临港结合上海海上风电规划布局和区域用氢需求，择优支持具备绿氢制备能力的海上风电项目开展示范。

图文来源于中国科学院大连化物所、 中国氢能联盟及网络 等公开渠道

责编 | 卢常佳  编辑 | 刘涛

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