我国自研热耦合海水制氢装置连续运行超1000小时，实现海水制氢与战略元素联产

一句话结论

我国攻克海水制氢技术瓶颈，自研装置连续稳定运行超1000小时，实现海水制氢与战略元素协同联产。

关键要点

• 该装置由崂山实验室联合日照市政府、中国广核集团及山东师范大学研制，直接以天然海水为原料。
• 装置耦合周边临港产业低品位余热，在制氢同时通过连续流在线动态反应原位提取战略元素。
• 实测每小时产出30标准立方米高纯氢气，纯度不低于99.999%；年处理海水约800吨。
• 联产战略元素产品纯度达99.8%；按0.35元/千瓦时电价测算，制氢成本可降至9.92元/公斤。
• 每年可减少二氧化碳排放约460吨，验收组确认该成果标志攻克全球性技术难题。

背景与事实

2025年9月28日，新华社报道，在山东日照岚山区海水资源战略开发中试基地，我国自研的热耦合海水制氢联产战略元素系统装置完成关键验证。由五位院士及多位资深专家组成的验收组确认，该装置已实现连续稳定运行超过1000小时，标志着我国在海水制氢与海洋战略元素协同联产领域取得突破性进展。

该装置由崂山实验室牵头，联合日照市人民政府、中国广核集团和山东师范大学协同攻关研制。项目负责人、中国科学院院士、崂山实验室研究员唐波介绍，海水直接电解制氢此前受制于两大核心瓶颈：一是海水电解时阴极周围碱性升高，钙、镁离子结成硬壳附着在电极上导致电极功能失效；二是海水中氯离子腐蚀性强，电极长期浸泡会被腐蚀，处理不当还可能析出有毒氯气。唐波指出，“结垢、腐蚀两头堵，设备寿命短、电耗又高”，这是制约海水直接电解制氢规模化应用的关键障碍。

项目团队运用梯级化热和同步富集战略元素两种方法攻克上述难题。梯级化热技术将周边钢铁企业排放的低品位余热和电解过程中自身产生的热量引入系统循环利用；同步富集战略元素则在制氢电解工况下，通过连续流在线动态反应原位提取海水中的战略元素，将其浓度提升至具备工业化开采价值的水平。唐波概括这套工艺：“抽进海水、化掉余热，产出氢气、淡水和战略元素，全程不耗一滴淡水。”

实测数据显示，该装置每小时产出30标准立方米高纯氢气，纯度不低于99.999%；按年测算可处理海水约800吨，年产高纯氢气26万标准立方米，联产的高附加值战略元素产品纯度达到99.8%。这些绿氢每年可减少二氧化碳排放约460吨。成本方面，该技术在产业化规模下按0.55元/千瓦时电价测算，海水制氢综合成本可降至22.21元/公斤；按0.40元/千瓦时降至12.99元/公斤；按0.35元/千瓦时可进一步降至9.92元/公斤。

影响分析

对中文开发者与从业者而言，该技术的突破意味着海水直接电解制氢路线具备产业化可行性。沿海拥有钢铁、化工等临港产业的地区，可将低品位余热直接耦合进制氢系统，显著降低绿氢生产能耗与成本。对氢能产业链从业者，战略元素联产功能为海水资源开发开辟了新维度——原本仅作为废弃物的海水中含有的稀有元素可被提取为高纯度产品，形成“氢气+战略资源”双收益模式。从工程实践角度看，装置连续运行超1000小时的验证数据为后续大型化设计提供了可靠的可靠性基准，但当前仍处于中试阶段，距离规模化商用仍有工程放大与标准体系构建的跨越需要完成。

适用边界

该结论适用于拥有低品位余热源的沿海工业区域，且电价需维持在0.55元/千瓦时以下方可实现成本优势；在电价较高或缺乏余热耦合条件的内陆地区，经济性与可行性将显著下降。装置当前产能为每小时30标准立方米，尚未完成大型化与工程标准化验证，不能直接等同于已具备满负荷连续商业化运行能力。战略元素联产的工业化开采价值依赖海水特定元素浓度，在元素丰度较低的海域可能无法达到经济性阈值。

孤本观察

本稿件判断：此次验收的核心意义不仅在于制氢本身，而在于“热耦合+原位富集”将海水从单一制氢原料转化为多资源综合载体，使海洋绿氢开发首次与战略资源回收绑定为同一经济单元。

来源：IT之家