近日，大连化物所能源催化转化全国重点实验室能源与环境小分子催化研究中心邓德会研究员、刘艳廷副研究员团队在海水制氢领域取得新进展。团队提出并验证了“能量与物质互补利用”的海水制氢联产淡水（STHW）技术路线，建成的250千瓦级系统实现高效稳定运行，为海洋绿电规模化绿氢制备与海水资源化综合利用提供了技术支撑。

电解水制氢是在直流电的作用下，通过电化学过程将水分解为氢气和氧气。依托可再生能源开展电解水制氢，是发展绿色氢能经济的重要技术路径之一。海水储量丰富，以海水作为制氢原料，有望破解传统电解水高度依赖淡水资源的行业瓶颈。然而，海水直接电解仍面临副反应干扰、电极腐蚀、膜组件堵塞等技术难题；而“先淡化、后电解”的工艺路线，又存在海水淡化装备投资高、整体能耗大的短板。与此同时，现有商业化碱性电解水装置工作过程中，约30%的电能转化为80℃~90℃低品位废热，工业场景中这部分热量难以回收利用，往往需要配套冷却水系统予以移除，进一步增加了系统能耗与淡水消耗。因此，开发低能耗、高稳定性的海水规模化制氢新路径，成为行业亟待攻克的关键科学和技术难题。

邓德会团队长期从事能源与环境小分子的催化转化研究，前期在电解水制氢方面取得系列进展。针对这些挑战，团队提出并系统验证了“能量与物质互补利用”的海水制氢联产淡水技术路线，将电解水制氢与海水低温淡化进行深度耦合集成，充分回收利用电解产生的低品位废热驱动海水负压低温蒸馏淡化。系统产出的淡水，既可满足电解装置自身用水需求，还能够实现淡水额外供给；系统产生的浓海水，还可作为原料进一步开展盐、铀、溴等海洋资源提取回收，实现物质多级利用。

基于该技术思路，团队完成系统集成与逐级放大：20千瓦中试系统可产出3.8Nm^3/h（标准立方米每小时）氢气、联产1.2kg/h（千克每小时）淡水，稳定运行超过100天；进一步放大至250千瓦级系统，可实现每小时产出48Nm^3高纯度氢气（纯度达99.9999%），同步联产32kg/h淡水，相比传统碱性电解水制氢，系统电能利用率提升14.4%，稳定运行超过40天。

该技术此前建成的中试系统已于2023年通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果评价，被认定为国际领先水平；250千瓦级海水制氢联产淡水装置于2024年8月完成建设并顺利开车。该工作从科学原理创新、工艺耦合优化到工程系统放大开展全链条验证，为海上风电、波浪能等绿电耦合制氢、海水资源综合利用奠定科学基础与工程技术支撑。