技术突破！大连化物所研发出海水制氢联产淡水新技术

近日，大连化学研究所能源与环境小分子催化研究中心（509组）的邓德协会研究员和刘艳廷副研究员团队开发了一项新技术，利用海水制备氢气并联生产淡水，以满足近岸/离岸海上风电制氢的需要。他们借助该技术成功地进行了25千瓦级装置的测试验证。

我国海上风电装机量近年来持续快速增长。截至2022年，我国累计海上风电装机容量已超过3000兆瓦，约占全球的54％。然而，近岸和离岸海上风电消纳成为一个日益突出的问题。所以，开发基于海上风力发电的电解水制氢技术，对于应对海上风力发电消耗和能源短缺问题，实现“双碳”目标至关重要。然而，目前海上风电电解水制氢技术面临着淡水资源匮乏和海水成分复杂等问题，亟需研发使用海水制备绿色氢气的新方法和新技术。

在这项工作中，我们的团队将传统碱性电解水制氢的电能利用率进行了改进。传统方法只能利用65％至80％的电能，剩下的电能则被转化为废热并排放到环境中，导致能源的严重浪费。为此，我们利用电解水产生的废热作为海水低温制淡水过程的热源，并建立了废热回收系统。同时，我们将废热回收系统与海水低温淡化技术进行了集成耦合，成功地研发出了一种能够联产淡水的海水制氢新技术。相较于传统的淡水电解水制氢技术，我们的技术省去了废热移除所需的换热器单元以及冷却介质，从而降低了设备成本和能耗。

基于这个基础，团队开发了自主研发的铠甲催化剂整体式电极，并成功研制出了25千瓦级的海水制氢联产淡水装置。实验结果表明，利用海水作为原料可以高效地进行电解水制氢联产淡水，氢气的产量可达到3吨/年，氢气的纯度达到99.999％，同时产生的淡水除了满足自身电解需求外，还可以额外产生6吨/年的淡水，淡水的电导率不超过20μs/cm，盐度不超过0.04ppt。另外，碱性电解水制氢系统的电能利用率比传统的淡水电解水制氢设备提高了10％％以上证明了海水制氢淡水新技术的可行性和创新性，有望为近岸/离岸海上风电大规模制氢提供具有核心竞争力的技术支持。

这项工作得到了国家自然科学基金、辽宁滨海实验室和中国科学院B类项目的支持，重点是“功能纳米系统的准确构建原理和测量”。