韩国能源研究所(KIER)Ji-Hyung Han博士团队成功研发出一种新型海水电解系统,彻底解决了长期困扰该领域的沉积物生成难题。这一突破不仅消除了因沉积物导致性能下降和工艺中断的隐患,更为海水制氢技术的商业化应用开辟了全新路径。
电解水制氢是生产清洁能源的关键技术。面对全球淡水资源的日益紧缺,利用海水进行电解制氢因其资源丰富而备受瞩目。然而,传统海水电解技术一直面临巨大挑战:海水中富含的镁、钙离子会在电极表面形成沉积物,导致电极性能迅速衰退。此外,为了维持连续产氢,必须频繁进行酸洗或机械清洗,这极大地增加了运营成本和复杂性。
针对这一痛点,KIER团队在全球范围内首次创新性地设计了双电极系统架构。该系统巧妙利用海水在运行过程中自然酸化的特性:当一支电极产氢并积累沉积物时,另一支已沉积的电极会暂停产氢,利用酸化海水溶解沉积物。待沉积物完全溶解后,两支电极角色互换,实现产氢与自清洁同步进行。实验证实,仅需每48小时切换一次电极角色,即可实现沉积物的持续生成与清除循环。
性能对比数据令人印象深刻。在传统的单电极海水电解系统中,运行200小时后,因沉积物堆积导致能耗激增约27%。而KIER研发的新系统在运行超过400小时后,能耗仅上升1.8%,性能表现是单电极系统的15倍。此外,新系统的产氢催化剂在400小时后仅衰减20%,远优于单电极系统53%的衰减率,展现出卓越的长期稳定性。
Ji-Hyung Han博士指出,该研究证明了仅通过系统架构设计即可有效控制海水电解中的沉积物瓶颈。他特别强调,这种利用酸化海水实现电极“自清洁”的概念是全球首创,为未来海水制氢技术的发展指明了方向。该成果由韩国江原大学Joohyun Lim教授团队协助完成,并获韩国国家科学技术委员会支持,相关已于化工领域顶级期刊《化学工程杂志》。
对于中国氢能行业而言,这一技术突破极具参考价值,特别是在沿海地区大规模部署海水制氢项目时,双电极自清洁架构有望大幅降低运维成本,加速绿氢从实验室走向规模化应用的进程。
