向海要氢！中国首台套热耦合海水制氢装置实现工程化突破

　　氢气

　　12月6日，山东日照的一场成果发布会传来重磅消息：由崂山实验室联合中广核集团、山东师范大学与日照市岚山区人民政府协同研发的首台套110千瓦级热耦合海水直接电解制氢系统装置，已实现超过500小时连续稳定运行。这一通过中科院院士领衔专家组评审的成果，标志着我国在海水直接电解制氢这一全球战略前沿领域，成功迈出从实验室到工程化应用的关键一步，为“向大海要能源”开辟了现实路径。

一、技术创新破解行业“致命伤”

　　长期以来，直接海水电解制氢面临三大核心瓶颈：高浓度氯离子腐蚀设备、钙镁离子沉积堵塞电极、以及对淡水和高能耗的依赖，这些被业内视为难以逾越的“致命伤”。而此次研发的热耦合系统，通过三重关键创新实现了全面突破：

  • 抗腐蚀与防堵塞技术：团队自主研发关键耐腐蚀催化剂，并配套适配海水的动态调控技术，从源头抑制氯离子对电解设备和催化材料的腐蚀，同时有效解决钙镁沉积导致的电极阻塞问题，彻底摆脱对海水复杂预处理的依赖。
  • 热耦合能效革命：创新性引入周边钢铁、石化企业排放的低品位余热，不仅替代传统工艺的加热能源，更通过热耦合设计省去废热冷却单元，使电能利用率较传统淡水电解装置提升20%以上，每标准立方米氢气直流电耗仅4.2千瓦时，大幅降低设备投资与运行成本。
  • 规模化稳定运行突破：110千瓦级的装置容量实现满负荷工况下每小时产出22标准立方米高纯氢气（纯度≥99.999%），500小时连续运行期间各项指标平稳，验证了技术的工程化可靠性，打破此前实验室小试的规模局限。二、循环效应释放多元利好

    　　该装置不仅在技术上实现突破，更在经济效益、社会效益和资源利用效率上展现出突出优势，形成“一举多得”的循环经济模式：

    　　在能源产出方面，装置每年可处理800吨海水，年产高纯氢气达19.2万标准立方米，足以支撑100辆氢能公交车行驶3840公里，相当于每年减少二氧化碳排放约170吨，为交通、工业等领域脱碳提供清洁动力。

    　　更值得关注的是其资源综合利用价值：系统在制氢的同时，可联产450吨盐度低于5ppm的高品质淡水，成本仅2元/吨，较传统反渗透工艺（约6元/吨）和多级闪蒸工艺（约12元/吨）分别降低66.7%和83.3%，可直接用于工业冷却或生活用水；同时副产350吨富含矿物质的高浓度海水，为新型海洋化工提供高附加值原料，真正实现“海水进、氢+淡水+浓海水出”的“吃干榨净”模式。

    　　对产业端而言，该项目一期超5000万元投资形成的92亩中试基地，构建了“政产学研用”协同创新样板，为沿海地区钢铁、石化等传统高耗能产业提供了“余热-氢能-节水”的综合转型方案，兼具技术示范与产业带动价值。

    三、重塑能源格局，赋能双碳与能源安全

    　　从更宏观的视角看，这一成果的影响已远超技术本身，正在重塑我国能源供给与产业转型格局：

    　　在能源安全层面，我国拥有漫长海岸线和庞大临港工业体系，该技术构建的“就地捕集余热、就地获取海水、就地生产绿氢”分布式能源网络，可充分适配沿海风电、光伏等可再生能源，摆脱对化石能源制氢的依赖，同时缓解淡水资源短缺压力，为能源自主保障提供新支撑。

    　　在双碳与产业升级领域，该技术为钢铁、石化等传统产业绿色转型提供了“新质生产力”支撑。以日照这样的港口工业城市为例，装置既是减碳利器，更能带动氢能产业链上下游发展，形成零碳氢能供给新范式，加速区域产业升级。

    　　项目团队负责人、中科院院士唐波表示，500小时只是起点。未来通过技术迭代与系统优化，装备规模化应用将进一步降低成本，推动我国在全球绿氢产业竞争中占据先机，为实现双碳目标、建设能源强国注入强劲动力。