Science to Supersize Understanding

中国试验系统利用电解余热同时制取淡水和氢气

系统先将海水淡化再供给制氢装置;较小的试验装置运行了100天,研究人员还测试了250千瓦版本。

Fotografia ilustrativa de um eletrolisador exposto no Science Museum de Londres; não é o protótipo chinês descrito na matéria.
图片: The wub / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/); foto ilustrativa, sem adaptação.

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以海水为原料制氢,不一定要让含盐海水直接接触电极。中国科学院大连化学物理研究所团队将水电解与利用电解余热的海水淡化环节耦合,建立了同时产出氢气和淡水的实验系统。这不是直接电解海水;直接电解容易腐蚀电极并引发不希望发生的反应。

碱性电解利用电流将水分解成氢和氧,同时部分电能变成低温余热。该方案用余热在减压条件下蒸馏海水,使水在较低温度蒸发。凝结的水蒸气既可供给电解槽,也可作为额外的淡水产品。盐分留在浓缩液中;未来可能从浓盐水回收资源,并不意味着这种回收已经实现商业运行。

中国科学院介绍,首套20千瓦试验装置连续运行了100天,每小时产氢3.8标准立方米,并产出1.2千克淡水。“标准立方米”是按规定的温度和压力表示的气体体积。扩大到250千瓦的系统每小时产氢48标准立方米、淡水31.6千克。两组流量分别属于不同的系统;100天的运行记录不能移用到较大的装置上。该研究所的中文原始通报说明,较大装置于2024年8月建成,并稳定运行超过40天。2026年9月的新进展是科学分析发表,而不是装置当时才投入试验。

按照研究人员报告的比较,集成系统的电效率比仅以淡水供水的常规碱性电解提高14.4%。这是研究指标的相对提升,不是电效率本身等于14.4%,也不能据此声称成本或排放等幅下降。蒋尚等人的论文于2026年9月15日发表于《自然·能源》,中国科学院的英文公告在次日发布。

这项进展将两种已有工艺结合,回收通常会散失的热流。演示装置给出了所报告的产出流量和在试验条件下的电效率比较;它尚未证明面对不同海水水质的经济可行性、浓盐水处理方案或较大装置的使用寿命。氢气是否低排放还取决于电力来源,单凭产量无法确定。这仍是测试中的工程路线,而非直接从海水提氢的商业工厂。

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要点

  • 电解余热用于海水淡化,电极接触的是淡水而非浓盐水。
  • 20千瓦试验装置运行100天;250千瓦版本每小时产氢48标准立方米、淡水31.6千克。
  • 电效率相对提高14.4%不能证明成本或排放同幅下降,也不意味着已商业化。
主要来源Chinese Academy of Sciences

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