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)隊研發(fā)的1Nm3/h直接電解海水制氫裝置完成2000小時連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，電解槽平均直流電耗4.04kWh/Nm3 H2，實現(xiàn)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。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組堅持應(yīng)用基礎(chǔ)研究與工程開發(fā)并重，實現(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)。團(tuán)隊先后攻克催化劑、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)，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)，實現(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。該裝置的長時間連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行初步驗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)模化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。（文/圖 燕召）