近日,由大連化物所催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室能源與環(huán)境小分子催化研究中心(509組群)鄧德會(huì)研究員和劉艷廷副研究員團(tuán)隊(duì)自主開(kāi)發(fā)的250千瓦級(jí)海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水裝置完成建設(shè)并成功開(kāi)車(chē),為海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水新技術(shù)的進(jìn)一步工業(yè)化應(yīng)用提供基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù)支撐。
基于可再生能源的電解水制氫是實(shí)現(xiàn)綠色氫能經(jīng)濟(jì)的重要途徑。由于淡水資源緊缺,海水制氫是未來(lái)氫能產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向,海水制氫目前已成為全球研究的熱點(diǎn)。然而,復(fù)雜的海水成分導(dǎo)致海水制氫面臨諸多難題與挑戰(zhàn),如催化劑性能差、膜堵塞、設(shè)備壽命短等,亟需發(fā)展以海水為原料的氫氣制備新技術(shù)與新設(shè)備。
2023年10月,鄧德會(huì)團(tuán)隊(duì)以電解水產(chǎn)生的低品位廢熱作為海水低溫蒸餾制淡水的熱源,創(chuàng)建了廢熱回收與利用系統(tǒng),將堿性電解水制氫與海水低溫淡化技術(shù)進(jìn)行耦合集成,創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)出海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水新技術(shù),并建成了基于鎧甲催化劑的25千瓦級(jí)裝置,實(shí)現(xiàn)以海水為原料制備出高純氫氣并聯(lián)產(chǎn)淡水和高附加值濃海水。2023年12月,該成果通過(guò)了石化聯(lián)合會(huì)組織的科技成果評(píng)價(jià),被認(rèn)為達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。
為加快該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,團(tuán)隊(duì)在前期工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步優(yōu)化了工藝過(guò)程和智能控制系統(tǒng),并完成了系統(tǒng)放大效應(yīng)考察,于8月底建成了250千瓦級(jí)海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水裝置并成功開(kāi)車(chē),目前裝置運(yùn)行平穩(wěn),海水處理量600噸/年,氫氣產(chǎn)能40萬(wàn)標(biāo)方/年,氫氣純度≥99.999%,產(chǎn)生的淡水在滿足自身電解需求的基礎(chǔ)上,額外聯(lián)產(chǎn)淡水120噸/年,淡水鹽度≤40ppm,副產(chǎn)高附加值濃海水150噸/年。海水制氫聯(lián)產(chǎn)淡水技術(shù)工藝的成功放大,再次證明了該技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性,有望助力我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)和氫能產(chǎn)業(yè)的綠色、高質(zhì)量發(fā)展。
該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院B類(lèi)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)“功能納米系統(tǒng)的精準(zhǔn)構(gòu)筑原理與測(cè)量”和“能源電催化的動(dòng)態(tài)解析與智能設(shè)計(jì)”、遼寧濱海實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目的資助。
來(lái)源:大連化物所
評(píng)論