【化工装备十年大发展】1278-2023年海水制氢联产淡水新技术研发成功

近日，中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会和副研究员刘艳廷团队围绕近岸/离岸海上风电制氢的需求，研发出一项以海水为原料制备氢气联产淡水的新技术，并依托该技术完成了25千瓦级装置的测试验证。

传统碱性电解水制氢的电能利用率一般为65%至80%，未能利用的电能转化为废热排放至环境中，造成了能源的严重浪费。在该研究中，团队利用电解水产生的废热作为海水低温制淡水的热源，建立了废热回收系统，并与海水低温淡化技术进行集成耦合，研发出海水制氢联产淡水新技术。相比传统淡水电解水制氢，该技术省去了废热移除所必需的换热器单元，以及与之配套的冷却介质，减少了设备成本与能耗。

在此基础上，团队基于自主研发的铠甲催化剂整体式电极，研制出25千瓦级海水制氢联产淡水装置。运行结果显示，以海水为原料可实现高效电解水制氢联产淡水，氢气产能可达3吨/年，氢气纯度≥99.999%，产生的淡水在满足自身电解需求的基础上，可额外联产淡水6吨/年。同时，相比传统淡水电解水制氢装置，可将碱性电解水制氢系统的电能利用率提高10%以上，证明了海水制氢联产淡水新技术的可行性与先进性。

谢和平团队：海水无淡化原位直接制氢

2023年6月，由东方电气集团与中国工程院谢和平院士团队联合开展的海上风电无淡化海水原位直接电解制氢技术在福清海域中试成功，省去了海水淡化等环节，可直接在成分复杂的非淡水中制氢，在海水制氢研发及产业化上实现了突破性进展。该项目海试成功首次实现了海上风电可再生能源和海水直接制氢的一体化技术体系；并首次验证了海上风电无淡化直接制氢抗海洋环境干扰的可行性。

其使用聚四氟乙烯膜（类似于渗透膜）将碱性电解槽的高浓度KOH电解液与海水隔开，利用两者之间的蒸汽压力差（类似于浓度差）实现由海水向KOH电解液的自动渗透补水，而海水中的离子、杂质等仍留在海水中，形成了自动海水净化补水机制。

这一技术实际上相当于为碱性电解槽的辅助系统中新增了一套压差驱动自动补水装置，水源由普通净水更换为了浓度略高的海水，从而形成了海水净化与碱性制氢一体化电解槽，对碱性电解槽内部则无需进行大的技术该动。同时无需对海水净化的额外能耗，这意味着该电解槽的总能耗与工业碱性电解槽的能耗相似。

目前，东方电气旗下东福研究院已与中国石油长庆油田分公司签署项目合作协议，将让无淡化海水原位直接电解制氢技术应用于长庆油田。这是该技术在海上中试成功后，首次应用于工业废水制氢领域。项目未来探索将海水制氢技术拓展到节能环保领域，为石化废水、炼钢废水等工业废水制氢提供路线参考。

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lyfmthero 发表于 2023-12-3 09:45
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lyfmthero 发表于 2023-12-3 09:45
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【化工装备十年大发展】1306-2023我国首座商业化氨制氢加氢一体站试投产
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lyfmthero 发表于 2023-12-10 15:40
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