近日,大连院自主研发的10Nm3/h海水直接电解制氢中试装置在青岛炼化一次开车成功,完善了中国石化制氢技术图谱,标志海水直接电解制氢技术产业化进程提速。
海水直接电解制氢技术是一种发展前景广阔且成本相对较低的制氢技术,该技术可直接利用沿海地区丰富的海水资源和风电资源,无需海水淡化过程,大幅降低制氢物耗,在沿海地区具有较强的竞争力。
项目采用海水直接制氢与绿电制绿氢结合的模式,利用青岛炼化水上光伏电站生产的部分绿电,通过电解槽将海水分解为氢气和氧气,实现海水直接电解生产绿氢。所产氢气并入青岛炼化管网系统,用于掺入炼化生产过程或氢能车辆加注。项目攻克耐氯电极技术、高性能极板设计以及海水循环系统等关键技术难题。
项目打通了从催化剂、电极到关键部件设计直至系统集成全流程,突破了从实验室小试到工业中试规模的技术瓶颈,产品氢气中氧含量低于2ppm。低于GB/T 37244-2018规定的燃料电池车用氢气中氧气含量小于5ppm要求,可直接并入炼厂氢管网利用。
青岛炼化发展规划高级专家梁峰表示,所谓工厂化是说它跟我们的生产紧密结合,它的供应工程的来和产品的去,都跟我们工厂的管网紧密联系。项目每小时可以生产20立方米绿氢,是我国首次直接在石化园区实施,并实现产品回收应用于工业过程的百千瓦级的工厂化海水制氢项目。
相较于传统的电解水制氢技术,其高度依赖稀缺的清洁淡水资源,对氢能产业的规模化发展构成了限制。而海水制氢则面临更为复杂的挑战:海水中约3%的盐含量以及杂质中的氯离子会对电解设备电极造成腐蚀,阳离子的沉积则可能堵塞设备孔道,降低电解效率乃至损坏设备,这些都对设备设计与技术工艺提出了更高要求。
下一步,大连院将以开发更高效的电极材料和更优化的工艺路线为目标,加速海水电解制氢技术迭代,为中国石化打造第一氢能公司提供更低成本、更高效率、更为可靠的制氢技术。
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