位于海南省海口市的海南大学协同创新中心实验室内,一台约半人高的银灰色设备正在平稳运行。没有复杂的预处理系统,一根管子直接连着天然海水。随着电流接通,透过视窗可以清晰地看到:一边咕嘟咕嘟冒气泡——氢气不断生成;另一边,白色的絮状物缓缓沉淀——这是高纯度氢氧化镁持续析出。
这台天然海水制氢提镁工程样机,已经在天然海水环境中连续稳定运行超过5000个小时。
技术突破:从‘废料’到高附加值矿产资源
“过去,氢气是主角,杂质是废料;如今,原来被视为‘废料’的沉淀物变成了具有高附加值的矿产资源。”海南大学海洋清洁能源创新团队负责人田新龙教授说。
“直接电解天然海水制氢技术上取得突破性进展,实现‘一电两用、一水双收’。”
这一成果,为解决全球绿氢生产成本高昂、淡水资源消耗大的难题,提供了中国方案。
技术挑战与创新
传统的电解水技术高度依赖高纯度淡水,若直接电解海水,其中复杂的离子成分,尤其是高浓度的镁、钙离子,会成为破坏设备的“元凶”。
为了应对“结垢”,团队研发出一种新型电极材料,利用静电排斥力的原理,给电极穿上了一层‘防护服’。
“通过‘一电两用’,提取镁产品的收益,基本可以覆盖制氢的成本。”田新龙说。
未来展望:绿氢与高端新材料
海南大学团队表示,未来将利用海上风电提供绿电,‘就地取材’直接电解海水,制取的绿氢可以合成绿色甲醇为洋浦港的远洋船舶提供清洁动力;而联产的高纯度氢氧化镁,则有望在高端新材料产业链中发挥效用。
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