氫能是一種二次清潔能源，具有燃燒熱值高的特點(diǎn)，是汽油的3倍，焦炭的4.5倍，同時氫燃燒的產(chǎn)物是水，不造成環(huán)境污染，因此被譽(yù)為“21世紀(jì)終極能源”。根據(jù)中國氫能聯(lián)盟預(yù)測，在2060年碳中和目標(biāo)下，到2030年，我國氫氣的年需求量將達(dá)到3715萬噸，在終端能源消費(fèi)中占比約為5%。
 

　　傳統(tǒng)的氫氣生產(chǎn)過程借助于化石燃料，這帶來了環(huán)境問題和能源安全隱患。從長遠(yuǎn)看，以水制氫是維持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑，而且氫燃燒放出能量后又生成水，不造成環(huán)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(fā)潛力。
 

　　2023年10月，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員鄧德會和副研究員劉艷廷團(tuán)隊圍繞近岸/離岸海上風(fēng)電制氫的需求，研發(fā)出一項以海水為原料制備氫氣聯(lián)產(chǎn)淡水的新技術(shù)，并依托該技術(shù)完成了25千瓦級裝置的測試驗(yàn)證。
 

　　近日，“海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水技術(shù)”在北京通過了由中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(以下簡稱“石化聯(lián)合會”)組織的科技成果評價。
 

　　傳統(tǒng)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(zhuǎn)化為廢熱排放至環(huán)境中，造成了能源的嚴(yán)重浪費(fèi)。在該研究中，團(tuán)隊利用電解水產(chǎn)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(tǒng)，并與海水低溫淡化技術(shù)進(jìn)行集成耦合，研發(fā)出海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水新技術(shù)。相比傳統(tǒng)淡水電解水制氫，該技術(shù)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(zhì)，減少了設(shè)備成本與能耗。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊基于自主研發(fā)的鎧甲催化劑整體式電極，研制出25千瓦級海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水裝置。運(yùn)行結(jié)果顯示，以海水為原料可實(shí)現(xiàn)高效電解水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水，氫氣產(chǎn)能可達(dá)3噸/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，可額外聯(lián)產(chǎn)淡水6噸/年。同時，相比傳統(tǒng)淡水電解水制氫裝置，可將堿性電解水制氫系統(tǒng)的電能利用率提高10%以上，證明了海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水新技術(shù)的可行性與先進(jìn)性。
 

　　評價委員會專家詳細(xì)審查了報告及相關(guān)鑒定材料，并與研發(fā)團(tuán)隊就科學(xué)技術(shù)問題及發(fā)展前景等進(jìn)行了深入的交流和討論。最后，評價委員會專家一致認(rèn)為：海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水技術(shù)創(chuàng)新性強(qiáng)，指標(biāo)先進(jìn)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
 

　　參考來源：中國科學(xué)報