近日，由大連化物所燃料電池研究部醇類燃料電池及復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)定運行，電解槽平均直流電耗4.04kWh/Nm3 H2，實現(xiàn)標方氫每小時級直接電解海水制氫裝置長時間穩(wěn)定運行。

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，尤其適用于深遠海風電就地消納，可大幅降低海上風電輸變電成本。但是，由于海水中含有復雜的離子成分，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）