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9月28日，在山东省日照市岚山区海水资源战略开发基地，首台套热耦合海水制氢联产战略元素系统装置已连续稳定运行超过1000小时。
由五位院士及多位资深专家组成的验收组确认，该成果标志着我国攻克了海水制氢与海洋战略元素协同联产的全球性技术难题。
该装置由崂山实验室联合日照市人民政府、中国广核集团和山东师范大学协同攻关研制，直接以天然海水为原料，耦合周边临港产业的低品位余热，在制氢的同时联产战略元素。
项目负责人、中国科学院院士、崂山实验室研究员唐波介绍，海水直接电解制氢此前受制于两大瓶颈。一是海水电解时阴极周围碱性升高，钙、镁离子结成硬壳附着在电极上，导致电极功能失效；二是海水中氯离子腐蚀性强，电极长期浸泡会被腐蚀，处理不当还可能析出有毒氯气。唐波表示，“结垢、腐蚀两头堵，设备寿命短、电耗又高”。
热耦合海水直接电解制氢是指无需淡化海水，直接利用工业余热降低电解能耗的技术路线。
项目团队运用梯级化热和同步富集战略元素两种方法攻克上述难题。梯级化热即把周边钢铁企业排放的低品位余热和电解过程中自身产生的热量引入系统循环利用；同步富集战略元素则在制氢电解工况下，通过连续流在线动态反应原位提取海水中的战略元素，将其浓度提升至具备工业化开采价值的水平。
唐波用一句话概括这套工艺：“抽进海水、化掉余热，产出氢气、淡水和战略元素，全程不耗一滴淡水。”
实测数据显示，该装置每小时产出 30 标准立方米高纯氢气，纯度不低于 99.999%；按年测算，可处理海水约 800 吨，年产高纯氢气 26 万标准立方米，联产的高附加值战略元素产品纯度达到 99.8%。这些绿氢每年可减少二氧化碳排放约 460 吨。
成本方面，该技术在产业化规模下按 0.55 元 / 千瓦时电价测算，海水制氢综合成本可降至 22.21 元 / 公斤；按 0.40 元 / 千瓦时降至 12.99 元 / 公斤；按 0.35 元 / 千瓦时可进一步降至 9.92 元 / 公斤。
中国科学院院士、中国科学技术大学教授徐铜文表示，“余热利用 — 海水制氢 — 战略资源联产”的路线让沿海工厂的余热和海洋资源都派上了用场，为低成本、规模化开发海洋绿氢提供了可行的技术方案。唐波表示，团队下一步将围绕装备大型化、生产规模化、工程标准化、运维智能化继续攻关。
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编辑：风氢扬 校对：氢氢我心 审核：氢云小仙女
来源：新华社、日照日报
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