近日，由大連化物所催化基礎國家重點(diǎn)實(shí)驗室能源與環(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隊自主開(kāi)發(fā)的250千瓦級海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水裝置完成建設并成功開(kāi)車(chē)，為海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水新技術(shù)的進(jìn)一步工業(yè)化應用提供基礎科學(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)現綠色氫能經(jīng)濟的重要途徑。由于淡水資源緊缺，海水制氫是未來(lái)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，復雜的海水成分導致海水制氫面臨諸多難題與挑戰，如催化劑性能差、膜堵塞、設備壽命短等，亟需發(fā)展以海水為原料的氫氣制備新技術(shù)與新設備。
2023年10月，鄧德會(huì )團隊以電解水產(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，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(kāi)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(guò)了石化聯(lián)合會(huì )組織的科技成果評價(jià)，被認為達到國際領(lǐng)先水平。
為加快該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應用，團隊在前期工作的基礎上，進(jìn)一步優(yōu)化了工藝過(guò)程和智能控制系統，并完成了系統放大效應考察，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(kāi)車(chē)，目前裝置運行平穩，海水處理量600噸/年，氫氣產(chǎn)能40萬(wàn)標方/年，氫氣純度≥99.999%，產(chǎn)生的淡水在滿(mǎn)足自身電解需求的基礎上，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(lèi)先導專(zhuān)項“功能納米系統的精準構筑原理與測量”和“能源電催化的動(dòng)態(tài)解析與智能設計”、遼寧濱海實(shí)驗室等項目的資助。
來(lái)源：大連化物所
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