核心进展与技术突破

9月28日，位于山东日照岚山区的海水资源战略开发中试基地宣布，首台套热耦合海水制氢联产战略元素系统装置已连续稳定运行超过1000小时。该装置由崂山实验室联合日照市人民政府、中国广核集团和山东师范大学协同攻关研制。该成果标志着我国攻克了海水制氢与海洋战略元素协同联产的全球性技术难题。

项目团队负责人、中国科学院院士唐波指出，直接电解海水面临两大核心难题：一是结垢，电解时阴极周围碱性升高，导致钙、镁离子形成硬壳附着在电极上，使电极功能失效；二是腐蚀，海水中的氯离子腐蚀性强，长期浸泡会导致电极受损，且处理不当时可能析出有毒氯气。

技术路径与工艺特点

针对上述难题，科研团队采用了两种关键策略：

  • 梯级化热：将周边钢铁企业排放的低品位余热及电解过程产生的热量引进系统循环利用。唐波解释称，电解仍由电驱动，余热不能替代电，但能有效降低电耗。
  • 同步富集战略元素：在电解工况下通过连续流在线动态反应，原位提取海水中的战略元素，将其浓度提升至具备工业化开采价值的水平。

该工艺实现了“抽进海水、化掉余热，产出氢气、淡水和战略元素”的闭环，全程无需消耗淡水。

实测数据与经济效益

实测数据显示，该装置每小时可产出纯度不低于99.999%的高纯氢气30标准立方米。按年测算，装置可处理海水约800吨，年产高纯氢气26万标准立方米，联产的高附加值战略元素产品纯度达99.8%。此外，这些绿氢每年可减少二氧化碳排放约460吨。

在产业化规模下，该技术的综合成本随电价波动而变化：按0.55元/千瓦时电价测算，成本可降至22.21元/公斤；按0.40元/千瓦时测算，可降至12.99元/公斤；按0.35元/千瓦时测算，可进一步降至9.92元/公斤。

产业协同与后续验证

该项目落地日照得益于当地临港工业基地的产业集群。通过将钢铁、化工企业的余热与海水资源、氢能生产相结合，使原本排放的余热和冷却介质转化为资源，产出的氢气直接对接本地氢能市场。

尽管取得了阶段性进展，但该成果目前仍处于中试阶段。未来仍需在长周期稳定性、设备耐腐蚀寿命以及不同海域水质的适应性方面进行更多验证，以实现大规模商业化应用。