千小时“耐力测试”过关，这套装置攻克海水制氢与海洋战略元素协同联产技术难题!

9月28日，山东日照岚山区海水资源战略开发中试基地，首台套热耦合海水制氢联产战略元素系统装置连续稳定运行超过1000小时。

这套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的装置，直接以天然海水为原料，耦合周边临港产业的低品位余热，制氢的同时联产战略元素。

海水制氢究竟难在哪里?

“海水又咸又复杂，直接通电，有两个绕不开的难题。”项目团队负责人、中国科学院院士、崂山实验室领军科学家唐波介绍，一是结垢：海水电解时阴极周围碱性升高，钙、镁离子结成硬壳附在电极上，就像烧水壶底那层越结越厚的水垢，导致电极功能失效;二是腐蚀：海水中的氯离子腐蚀性强，电极长期泡在海水里，会被腐蚀得坑坑洼洼，处理不当还可能析出有毒氯气。

在他看来，“结垢、腐蚀两头堵，设备寿命短、电耗又高，这笔账几十年都算不过来”。

破题靠两招!

一招是梯级化热：团队把周边钢铁企业排放的低品位余热和电解过程中自身产生的热量引进系统循环利用，好比蒸完馒头，再借灶膛余火熬粥，不用重新生火。

唐波解释，电解本身仍靠电驱动，余热替代不了电，只是把这份电耗实实在在降下来。

另一招是同步富集战略元素：在海水制氢电解工况下，通过连续流在线动态反应，原位提取海水中的战略元素，将原本“大海捞针”的微量资源，提升至具备工业化开采价值的高浓度。

用一句话概括这套工艺，即为：抽进海水、化掉余热，产出氢气、淡水和战略元素，全程不耗一滴淡水。

实测数据显示，装置每小时可产出30标准立方米高纯氢气，纯度不低于99.999%。按年测算，该装置可处理海水约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到99.8%。这些绿氢每年可减少二氧化碳排放约460吨，生态效益十分显著。

该技术在产业化规模下，按0.55元/千瓦时电价测算海水制氢综合成本可降至22.21元/公斤、按0.40元/千瓦时可降至12.99元/公斤、按0.35元/千瓦时可降至9.92元/公斤。

这套装置把几个原本各行其是的产业串了起来。钢铁企业的余热，过去是排放负担;海水，过去只是临港工业的冷却介质;战略元素，过去“大海捞针”般难以提取。现在，余热驱动海水制氢，制氢过程中同步富集战略元素，产出的氢气又直接对接本地氢能市场。钢铁、化工、氢能、海洋资源开发，在一个系统里形成了闭环。

1000小时是里程碑，不是终点站。唐波院士指出：装置跑过千小时只是第一步，团队将围绕装备大型化、生产规模化、工程标准化、运维智能化等方面继续攻关。从“能用”到“好用”，从“中试”到“产业化”，还有硬仗要打。但日照海边这套装置的稳定运行，至少证明了一件事：海水制氢不再只是论文里的设想，它正在变成一笔算得过来、推得下去、联得起来的产业账。