柯善超陈 锐陈刚华刘明昊马学亮张泰基

(明阳智慧能源集团股份公司,广东省 中山市 528437)

0 引言

自工业革命以来,无论是作为基础化学品还是能源,氢都在实现可持续能源经济的发展中发挥了重要作用[1-2]。近年来,随着制氢关键技术的不断发展,大量的氢气通过化石燃料重整、煤制氢、工业副产氢等形式产出,并进一步用于石油炼制、精细化工合成、汽车燃料和居民日常生活。然而,氢作为一种二次能源,并不是自然存在的,往往需要通过不同能量体系之间的转换才能产生,而这一过程总是伴随着大量的能量损失和污染物排放,且随着碳中和、碳达峰目标的提出,碳排放严重的传统制氢方式终将被高效清洁的新型制氢技术所替代。电解水制氢作为生产绿氢最常见的方法之一,自1766年被亨利·卡文迪许发现以来便得到了广泛研究。如今,随着风能、太阳能等可再生能源以及商业电解水系统的迅速发展,可再生能源耦合水电解被认为是当下实现绿色氢经济的最佳途径。然而,在可再生电力成本逐渐下降的同时,大规模电解制氢所带来的水资源消耗问题却日益严重,且为了保证电解设备部件的使用寿命,无论是碱水电解槽还是质子交换膜 (proton exchange membrane,PEM))电解槽均要求超高纯水进料[3-4],额外的前处理工艺无疑增加了淡水资源的损耗。基于此,海水电解制氢将是实现绿色氢经济的理想途径之一。海水占全球总水量的96%以上,不仅是非常宝贵的水资源,同时也蕴含着丰富的化学资源,合理开发利用海水资源有助于推进全球水资源短缺问题的解决以及海洋经济的发展。……