海水制氢装置稳定运行超千小时 成本降至9.92元/kg

驱动中国9月28日消息，我国自研热耦合海水制氢联产战略元素系统装置在山东日照岚山区海水资源战略开发中试基地连续稳定运行超过1000小时。由五位院士及多位资深专家组成的验收组确认，该成果标志着我国攻克海水制氢与海洋战略元素协同联产的全球性技术难题。

该装置由崂山实验室联合日照市人民政府、中国广核集团和山东师范大学协同攻关研制，直接以天然海水为原料，耦合周边临港产业低品位余热，在制氢的同时联产战略元素。热耦合海水直接电解制氢无需淡化海水，直接利用工业余热降低电解能耗。

项目负责人、中国科学院院士、崂山实验室研究员唐波介绍，海水直接电解制氢此前受两大瓶颈制约：海水电解时阴极周围碱性升高，钙、镁离子结成硬壳附着在电极上，导致电极功能失效；海水中氯离子腐蚀性强，电极长期浸泡会被腐蚀，处理不当还可能析出有毒氯气。唐波表示，结垢、腐蚀两头堵，设备寿命短、电耗又高。

项目团队采用梯级化热和同步富集战略元素两种方法解决上述问题。梯级化热将周边钢铁企业排放的低品位余热与电解过程自身产生的热量引入系统循环利用；同步富集战略元素则在制氢电解工况下，通过连续流在线动态反应原位提取海水中的战略元素，将其浓度提升至具备工业化开采价值的水平。唐波概括该工艺为：抽进海水、化掉余热，产出氢气、淡水和战略元素，全程不耗一滴淡水。

实测数据显示，该装置每小时产出30标准立方米高纯氢气，纯度不低于99.999%；按年测算，可处理海水约800吨，年产高纯氢气26万标准立方米，联产高附加值战略元素产品纯度达到99.8%。这些绿氢每年可减少二氧化碳排放约460吨。

成本方面，该技术在产业化规模下按0.55元/千瓦时电价测算，海水制氢综合成本可降至22.21元/公斤；按0.40元/千瓦时降至12.99元/公斤；按0.35元/千瓦时进一步降至9.92元/公斤。

中国科学院院士、中国科学技术大学教授徐铜文表示，“余热利用—海水制氢—战略资源联产”路线使沿海工厂余热和海洋资源得到利用，为低成本、规模化开发海洋绿氢提供可行技术方案。唐波表示，团队下一步将围绕装备大型化、生产规模化、工程标准化、运维智能化继续攻关。