北京
来源：科技日报
28日，我国自研的热耦合海水直接电解制氢联产战略元素系统装置在山东日照一处中试基地，实现超过1000小时的连续稳定运行。由5位院士、多位资深专家组成的验收组认为，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，确立了该领域技术突破的先发优势。
热耦合海水直接电解制氢，是一种无需淡化海水、直接利用工业余热降低制氢能耗的先进技术。该项目团队负责人、中国科学院院士唐波用一句话概括上述工艺：“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。”
据介绍，该装置每年可处理海水约800吨，年产高纯氢气26万标准立方米，这些绿氢每年可减少二氧化碳排放约460吨。
海水制氢究竟难在哪里？唐波解释，海水直接通电存在两个绕不开的难题：一是结垢，海水电解时阴极周围碱性升高，钙、镁离子结成硬壳附在电极上，就像烧水壶底那层越结越厚的水垢，导致电极功能失效；二是腐蚀，海水中的氯离子腐蚀性强，电极长期泡在海水里，会被腐蚀得坑坑洼洼，处理不当还可能析出有毒氯气。
“破题靠两招。”唐波说。一是梯级化热。该团队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进系统循环利用，好比蒸完馒头，再借灶膛余火熬粥，不用重新生火。他解释，电解本身仍靠电驱动，余热替代不了电，只是把这份电耗实实在在降下来。另一招是同步富集战略元素，即在海水制氢电解工况下，通过连续流在线动态反应，原位提取海水中的战略元素，将原本“大海捞针”的微量资源提升至具备工业化开采价值的高浓度。
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”的工艺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。
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