氢能是一种二次清洁能源，具有燃烧热值高的特点，是汽油的3倍，焦炭的4.5倍，同时氢燃烧的产物是水，不造成环境污染，因此被誉为“21世纪终极能源”。根据中国氢能联盟预测，在2060年碳中和目标下，到2030年，我国氢气的年需求量将达到3715万吨，在终端能源消费中占比约为5%。
传统的氢气生产过程借助于化石燃料，这带来了环境问题和能源安全隐患。从长远看，以水制氢是维持氢能产业发展的重要途径，而且氢燃烧放出能量后又生成水，不造成环境污染。然而高能耗以及消耗淡水资源的问题却客观存在。海水约占地球表面积的71%，且海水中氢气含量很高，具有十分巨大的开发潜力。
2023年10月，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。
近日，“海水制氢联产淡水技术”在北京通过了由中国石油和化学工业联合会(以下简称“石化联合会”)组织的科技成果评价。
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。
评价委员会专家详细审查了报告及相关鉴定材料，并与研发团队就科学技术问题及发展前景等进行了深入的交流和讨论。最后，评价委员会专家一致认为：海水制氢联产淡水技术创新性强，指标先进，拥有自主知识产权，达到国际领先水平。
参考来源：中国科学报
