卡了全世界幾十年的技術難題,被中國團隊突破了!

北風窗
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中國科研團隊成功突破海水制氫技術瓶頸,在山東日照實現1000小時穩定運行。該技術由唐波院士團隊開發,解決了長期困擾全球的結垢與腐蝕問題。該方案採取「一進三出」模式:輸入海水,利用周邊鋼鐵廠廢熱,同步產出綠氫、淡水及戰略元素。此突破不僅降低了氫能生產成本,且不消耗淡水,將工業廢熱轉化為競爭優勢,標誌著中國在低成本海洋綠氫產業化路徑上取得領先地位,為實現零碳排放提供關鍵技術支持。

大家好,我是科技日報熱詞君!

今天咱們聊聊剛剛發生的大新聞——9月28日,山東日照的一台國產“制氫神器”,一口氣穩穩跑了1000多小時,消息一出,就轟動了能源圈。

這台機器干的事特別爽:直接抽海裡的水當原料,通上電就把海水“拆”出氫氣,完全不用先費錢費電給海水做淡化處理。

它還把周邊工廠本來要白白排掉的廢熱“吃乾抹淨”,順便從海水裡撈出了以前很難撈到的珍貴戰略資源,制氫、廢熱利用、撈資源,實現一舉三得。

五位院士看完都給了超高評價。中國科學家直接把卡了全世界幾十年的技術難題,給啃下來了!咱們國家在這條賽道上,已經跑到了前面。

1

氫能應用大有可為

氫氣是什麼?普通人幾乎碰不到它,課本裡管它叫“H₂”,是全世界最輕的氣體,無色、無味,看不見、摸不著,是整個宇宙裡含量最多的元素。

圖片來源:視覺中國

氫氣“看不見,摸不著”,卻極其重要:

填充氫氣的氣球可以輕鬆地漂浮到上萬米高空,這讓攜帶探測器的氫氣球成為氣象探測的重要工具;

在交通領域,氫氣可以通過氫燃料電池發電,為車輛提供驅動力。在國內一些城市街頭和港口企業,氫能公車、氫能重卡早已投入常態化營運,其排出來的是水而不是傳統意義上的尾氣。

在電力領域,氫氣扮演著儲能角色。比如氫氣儲能電站通過電解水制取氫氣,將電能以化學能方式記憶體在氫氣中,當需要用電時再利用氫氣發電,不僅解決了可再生能源發電的間歇性問題,還提供了穩定可靠的電力供應;

在航天領域,氫氣作為火箭推進劑,使火箭順利進入太空……

可以說,氫能被譽為“21世紀的終極清潔能源”,是中國新型能源體系的重要拼圖。

2

老辦法制氫,繞不開“三道檻”

超3900萬噸!這是2025年中國氫氣產量,居全球首位。

以前造氫的路子,屬於“偏科”:用煤、天然氣燒著造氫的,造一噸氫就得往外排大量二氧化碳,碳足跡高得嚇人;用純水電解造氫的,倒是乾淨沒污染,但太費電,成本高得下不來;就連靠工業副產品提氫的,也得看別的工廠臉色,產量根本沒法自主說了算。

說白了,老辦法造氫,繞不開“三道檻”:要麼排碳太多不環保,要麼得盯著化石資源“看米下鍋”,要麼耗電太狠根本用不起。

現在,科研人員盯上了家門口的大海,裡面藏著取不完的資源,直接拿海水來電解造氫,把老辦法的痛點全戳破了。

圖片來源:視覺中國

這個項目的領頭人、中國科學院院士唐波,把這套新玩法概括為:“抽進海水、化掉餘熱,產出氫氣、淡水和戰略元素,全程不耗一滴淡水。”

最厲害的是它不再死盯著“只造氫氣”這一件事,直接變成了“氫+淡水+戰略資源”三樣一起出,給沿海地區蹚出了一條零碳排放、花錢少、還能把資源吃乾抹淨的新路子。

3

“兩頭堵”攔住了制氫路

“海水制氫”這事兒,難就難在被倆難題“兩頭堵”,也卡了全世界幾十年。

這兩個“攔路虎”一個叫結垢,另一個叫腐蝕。

先說結垢:電解海水的時候,電極旁邊水會慢慢變“鹼”,海水裡的鈣、鎂離子就會像家裡燒水壺底的水垢似的,一層一層硬邦邦“糊”在電極上,越積越厚,最後直接把電極糊死,徹底轉不動。

再說腐蝕:海水裡的氯離子,腐蝕性比普通鹽水猛得多,電極天天泡在裡面,時間一長就被“啃”得坑坑窪窪,爛得不成樣,搞不好還會漏出有毒的氯氣,安全隱患極大。

就這倆問題,一個堵著電極不讓幹活,一個啃著裝置減少壽命,拖住了全世界科研人員的步子。

4

“硬核大招”破解全球難題

如今,咱們的科研人員琢磨出了兩大招硬解法,直接把這倆“攔路虎”給收拾了。

日照靠海,海邊臨港鋼鐵廠扎堆,煉鋼過程裡排出來的大量低品位廢熱,以前沒人用,全浪費了。現在這些廢熱,反倒成了這套裝置的核心“免費熱源”。

這就是第一招——把廢熱用透的“熱能高效耦合”。科研人員把鋼鐵廠排出來的餘溫,連帶著電解海水自己冒出來的熱量,全攢起來循環用,說白了就像家裡蒸完饅頭,灶膛裡剩下的余火不浪費,接著用來熬粥,根本不用重新劈柴生火,一分錢的額外燃料錢都不用多花。

海水看著平平無奇,其實是個藏滿寶貝的“液態礦山”,陸地上能找到的化學元素,八成以上在海水裡都有。以前這些元素在海裡濃度太低,想撈出來堪比大海撈針,根本劃不來。

這就是第二招——制氫的時候順便“就地撈寶”。不用額外挪地方、不用多開一套裝置,就在電解海水制氫的同一個流程裡,順手把海裡那些微量的戰略元素慢慢攢起來,把以前根本沒法工業化開採的低濃度資源,直接富集到能批次生產的高濃度,相當於跑一趟海,順手把好幾份錢都賺了。

5

搞低成本海洋綠氫有了“中國解法”

在日照的海水資源中試基地裡,看著外表普普通通的一套裝置,天天在干“一進三出”的好事:直接抽進海裡的原水,靠著周邊鋼鐵、化工廠以前白白排掉的廢熱,一口氣產出三樣好東西——綠氫、能用的淡水,還有珍貴的戰略元素,全程半滴額外的淡水都不用消耗。

能把這事跑通,全靠日照手裡三張湊齊的“好牌”:鋼鐵、化工大廠富餘的廢熱資源,臨港工業叢集實打實的用氫剛需,還有家門口取之不盡的海量海水,三樣湊到一起,才把以前想都不敢想的事變成了日常運行的現實。

院士們看後說得實在:這套“吃餘熱、造綠氫、順便撈戰略資源”的完整路子,把以前要浪費的工業廢熱和大海裡藏著的海量資源全用透了,真真正正給低成本、大規模搞海洋綠氫拿出了能落地的可行方案。

放眼全國,咱們的海水制氫技術早就不是實驗室裡的小試樣品了,現在已經全面跑進了工程示範、產業化落地驗證的新階段,好幾條咱們自己原創的技術路線都在同步往前衝,整體進度穩穩站在全球第一梯隊。

唐波院士團隊這次跑通千小時穩定運行,就是中國科研人在海水制氫賽道上剛拿下的最新關鍵進展。(科技日報)