來源：《中國科學(xué)報》 第3版 綜合
發(fā)布時間：2023-09-11
新型直接電解海水制氫裝置。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所供圖
本報訊（見習(xí)記者孫丹寧）近日，由中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員王二東團(tuán)隊研發(fā)的1Nm3/h直接電解海水制氫裝置，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超2000小時，電解槽平均直流電耗4.04kWh/Nm3 H2，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)方氫每小時級直接電解海水制氫裝置長時間穩(wěn)定運(yùn)行。
利用可再生能源電解水制氫是最具前景的氫氣生產(chǎn)途徑之一，可避免海水淡化、純化等過程，尤其適用于深遠(yuǎn)海風(fēng)電就地消納，可大幅降低海上風(fēng)電輸變電成本。目前，由于海水中含有復(fù)雜的離子成分，電解制氫過程會發(fā)生氯析出、氯腐蝕、固體沉積等副反應(yīng)，嚴(yán)重影響直接電解海水制氫的性能與可靠性。
研究團(tuán)隊實(shí)現(xiàn)了直接電解海水制氫從基礎(chǔ)研究探索、關(guān)鍵材料研究到系統(tǒng)設(shè)計集成全鏈條研發(fā)。他們先后攻克了催化劑、電極反應(yīng)過程、電極設(shè)計、電解液調(diào)節(jié)等系列關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題，突破了高選擇性耐氯析氧電極設(shè)計與制備技術(shù)、抗鈣鎂離子沉積析氫電極設(shè)計與制備技術(shù)、新型高效直接電解海水制氫電解槽設(shè)計與制造技術(shù)、智能全自動電解液濃度控制技術(shù)等系列關(guān)鍵技術(shù)，并且累計申請電解海水制氫相關(guān)專利17件，初步形成了電解海水制氫技術(shù)自主知識產(chǎn)權(quán)體系。
團(tuán)隊設(shè)計集成的1Nm3/h直接電解海水制氫裝置，采用大連海域自然海水為原料水，已完成2000小時連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，平均小時電壓1.69V，平均直流電耗4.04kWh/Nm3 H2，氧氣中氯氣含量低于20ppb。此外，團(tuán)隊持續(xù)開發(fā)直接電解海水制氫技術(shù)，已成功開發(fā)新一代電解海水制氫電極與電解槽設(shè)計技術(shù)，在相同電解電壓下，電解槽電流密度提高1倍以上。
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