大連化物所開發(fā)的250千瓦級海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水裝置開車成功

近日，由大連化物所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室能源與環(huán)境小分子催化研究中心（509組群）鄧德會(huì)研究員和劉艷廷副研究員團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的250千瓦級海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水裝置完成建設(shè)并成功開車，為海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水新技術(shù)的進(jìn)一步工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù)支撐。

基于可再生能源的電解水制氫是實(shí)現(xiàn)綠色氫能經(jīng)濟(jì)的重要途徑。由于淡水資源緊缺，海水制氫是未來氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向，海水制氫目前已成為全球研究的熱點(diǎn)。然而，復(fù)雜的海水成分導(dǎo)致海水制氫面臨諸多難題與挑戰(zhàn)，如催化劑性能差、膜堵塞、設(shè)備壽命短等，亟需發(fā)展以海水為原料的氫氣制備新技術(shù)與新設(shè)備。

2023年10月，鄧德會(huì)團(tuán)隊(duì)以電解水產(chǎn)生的低品位廢熱作為海水低溫蒸餾制淡水的熱源，創(chuàng)建了廢熱回收與利用系統(tǒng)，將堿性電解水制氫與海水低溫淡化技術(shù)進(jìn)行耦合集成，創(chuàng)新性地開發(fā)出海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水新技術(shù)，并建成了基于鎧甲催化劑的25千瓦級裝置，實(shí)現(xiàn)以海水為原料制備出高純氫氣并聯(lián)產(chǎn)淡水和高附加值濃海水。2023年12月，該成果通過了石化聯(lián)合會(huì)組織的科技成果評價(jià)，被認(rèn)為達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

為加快該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化了工藝過程和智能控制系統(tǒng)，并完成了系統(tǒng)放大效應(yīng)考察，于8月底建成了250千瓦級海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水裝置并成功開車，目前裝置運(yùn)行平穩(wěn)，海水處理量600噸/年，氫氣產(chǎn)能40萬標(biāo)方/年，氫氣純度≥99.999%，產(chǎn)生的淡水在滿足自身電解需求的基礎(chǔ)上，額外聯(lián)產(chǎn)淡水120噸/年，淡水鹽度≤40ppm，副產(chǎn)高附加值濃海水150噸/年。海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水技術(shù)工藝的成功放大，再次證明了該技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性，有望助力我國海洋經(jīng)濟(jì)和氫能產(chǎn)業(yè)的綠色、高質(zhì)量發(fā)展。

該工作得到國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)“功能納米系統(tǒng)的精準(zhǔn)構(gòu)筑原理與測量”和“能源電催化的動(dòng)態(tài)解析與智能設(shè)計(jì)”、遼寧濱海實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的資助。（文/圖 朱培鑫、劉艷廷）