中科院大連化物所“海水制氫聯產淡水技術”通過科技成果評價
【化工儀器網 項目成果】氫能是一種二次清潔能源，具有燃燒熱值高的特點，是汽油的3倍，焦炭的4.5倍，同時氫燃燒的產物是水，不造成環境污染，因此被譽為“21世紀終極能源”。根據中國氫能聯盟預測，在2060年碳中和目標下，到2030年，我國氫氣的年需求量將達到3715萬噸，在終端能源消費中占比約為5%。
傳統的氫氣生產過程借助于化石燃料，這帶來了環境問題和能源安全隱患。從長遠看，以水制氫是維持氫能產業發展的重要途徑，而且氫燃燒放出能量后又生成水，不造成環境污染。然而高能耗以及消耗淡水資源的問題卻客觀存在。海水約占地球表面積的71%，且海水中氫氣含量很高，具有十分巨大的開發潛力。
2023年10月，中國科學院大連化學物理研究所研究員鄧德會和副研究員劉艷廷團隊圍繞近岸/離岸海上風電制氫的需求，研發出一項以海水為原料制備氫氣聯產淡水的新技術，并依托該技術完成了25千瓦級裝置的測試驗證。
近日，“海水制氫聯產淡水技術”在北京通過了由中國石油和化學工業聯合會(以下簡稱“石化聯合會”)組織的科技成果評價。
傳統堿性電解水制氫的電能利用率一般為65%至80%，未能利用的電能轉化為廢熱排放至環境中，造成了能源的嚴重浪費。在該研究中，團隊利用電解水產生的廢熱作為海水低溫制淡水的熱源，建立了廢熱回收系統，并與海水低溫淡化技術進行集成耦合，研發出海水制氫聯產淡水新技術。相比傳統淡水電解水制氫，該技術省去了廢熱移除所必需的換熱器單元，以及與之配套的冷卻介質，減少了設備成本與能耗。在此基礎上，團隊基于自主研發的鎧甲催化劑整體式電極，研制出25千瓦級海水制氫聯產淡水裝置。運行結果顯示，以海水為原料可實現高效電解水制氫聯產淡水，氫氣產能可達3噸/年，氫氣純度≥99.999%，產生的淡水在滿足自身電解需求的基礎上，可額外聯產淡水6噸/年。同時，相比傳統淡水電解水制氫裝置，可將堿性電解水制氫系統的電能利用率提高10%以上，證明了海水制氫聯產淡水新技術的可行性與先進性。
評價委員會專家詳細審查了報告及相關鑒定材料，并與研發團隊就科學技術問題及發展前景等進行了深入的交流和討論。最后，評價委員會專家一致認為：海水制氫聯產淡水技術創新性強，指標先進，擁有自主知識產權，達到國際領先水平。
參考來源：中國科學報
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