可再生能源海水無(wú)淡化原位直接電解制氫平臺(tái)。受訪(fǎng)者供圖

近日，全球首個(gè)海上風(fēng)電無(wú)淡化海水原位直接電解制氫原理技術(shù)裝備在福建海試成功。該裝備由深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平院士團(tuán)隊(duì)與東方電氣集團(tuán)聯(lián)合打造，在3級(jí)~8級(jí)大風(fēng)、0.3米~0.9米海浪強(qiáng)干擾的真實(shí)海洋環(huán)境下，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)240小時(shí)，驗(yàn)證了由我國(guó)科學(xué)家原創(chuàng)的海水無(wú)淡化原位直接電解制氫原理與技術(shù)的可靠性。

海水制氫是一種理想的制氫方式，目前有海水直接制氫和間接制氫兩條不同的技術(shù)路線(xiàn)。其中，間接制氫本質(zhì)上是海水淡化后制氫，工藝流程復(fù)雜、成本較高;而直接制氫技術(shù)則自提出以來(lái)，半個(gè)世紀(jì)未有突破性進(jìn)展。

2022年11月30日，謝和平團(tuán)隊(duì)在《自然》發(fā)表研究，開(kāi)創(chuàng)了海水原位直接電解制氫的全新原理與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)淡化過(guò)程、無(wú)副反應(yīng)、無(wú)額外能耗的規(guī)模化高效制氫，獲評(píng)2022年中國(guó)十大科學(xué)進(jìn)展新聞。

隨后，東方電氣集團(tuán)與謝和平團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研制了漂浮式海上制氫平臺(tái)和供電系統(tǒng)。本次海試是基于三套原理樣機(jī)并聯(lián)建立的設(shè)計(jì)值為每小時(shí)1.2標(biāo)準(zhǔn)立方米制氫規(guī)模的裝備系統(tǒng)，自2023年5月17日至26日于福清市興化灣海域?qū)雍Ｉ巷L(fēng)電連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行10天。第三方技術(shù)檢測(cè)機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)表明，本次海試制氫氣規(guī)模達(dá)每小時(shí)1.3標(biāo)準(zhǔn)立方米，超出設(shè)計(jì)值;電解能耗為每標(biāo)準(zhǔn)立方米氫氣5度電;運(yùn)行10天后海水雜質(zhì)離子阻隔率仍然高達(dá)99.99%以上，與純凈水直接電解制氫效果相當(dāng)，制氫純度達(dá)到99.9%~99.99%，穩(wěn)定性良好。

按照海上風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)0.2元/度~0.3元/度計(jì)算，該技術(shù)成本為每公斤氫氣11.2元~16.8元，略高于煤制氫成本(9元~12元)，明顯低于天然氣制氫成本(20元~24元)，更為綠色、環(huán)保、可持續(xù)。未來(lái)，隨著海上風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展和上網(wǎng)電價(jià)下降，這一成本有望繼續(xù)降低。

謝和平表示，此次海試為未來(lái)實(shí)現(xiàn)并聯(lián)式大規(guī)模海水直接制氫提供了技術(shù)驗(yàn)證，有望形成無(wú)淡化、無(wú)額外催化劑工程、無(wú)海水輸運(yùn)、無(wú)污染處理的原位海水直接電解制氫全新模式。

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