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大連化物所1Nm³/h直接電解海水制氫裝置連續(xù)運(yùn)行超2000小時(shí)

2023-09-11 15:35:20來源:中國科學(xué)院大連化物所 關(guān)鍵詞:水電解制氫氫能閱讀量:19269

導(dǎo)讀:截至目前,中國科學(xué)院大連化物所1Nm³/h直接電解海水制氫裝置完成2000小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,電解槽平均直流電耗4.04kWh/Nm³ H2。
  近日,由大連化物所燃料電池研究部醇類燃料電池及復(fù)合電能源研究中心金屬燃料電池系統(tǒng)研究組(DNL0313組)王二東研究員團(tuán)隊(duì)研發(fā)的1Nm³/h直接電解海水制氫裝置完成2000小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,電解槽平均直流電耗4.04kWh/Nm³ H2,實(shí)現(xiàn)標(biāo)方氫每小時(shí)級(jí)直接電解海水制氫裝置長時(shí)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。直接電解海水制氫技術(shù)將海水簡單預(yù)處理后,直接作為電解制氫裝置原料水使用,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。但是,由于海水中含有復(fù)雜的離子成分,尤其是氯離子、鎂離子和鈣離子等,在電解制氫過程發(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。

 
  大連化物所DNL0313組堅(jiān)持應(yīng)用基礎(chǔ)研究與工程開發(fā)并重,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(jì)集成全鏈條研發(fā)。團(tuán)隊(duì)先后攻克催化劑、電極反應(yīng)過程、電極設(shè)計(jì)、電解液調(diào)節(jié)等系列關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題,突破高選擇性耐氯析氧電極設(shè)計(jì)與制備技術(shù)、抗鈣鎂離子沉積析氫電極設(shè)計(jì)與制備技術(shù)、新型高效直接電解海水制氫電解槽設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、智能全自動(dòng)電解液濃度控制技術(shù)等系列關(guān)鍵技術(shù),累計(jì)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(shí)產(chǎn)權(quán)體系。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)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(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,平均小室電壓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(duì)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(jì)技術(shù),實(shí)現(xiàn)在相同電解電壓下,電解槽電流密度提高一倍以上。
 
  直接電解海水制氫技術(shù)不改變傳統(tǒng)堿性電解水制氫基本結(jié)構(gòu),可充分利用堿性電解水制氫完善的產(chǎn)業(yè)鏈。該裝置的長時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行初步驗(yàn)證了直接電解海水制氫技術(shù)的工程可行性與經(jīng)濟(jì)性,為直接電解海水制氫技術(shù)的規(guī)?;瘧?yīng)用奠定了基礎(chǔ)。(文/圖 燕召)
 
  原標(biāo)題:【動(dòng)態(tài)】大連化物所1Nm³/h直接電解海水制氫裝置連續(xù)運(yùn)行超2000小時(shí)
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