近日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究中心（509组群）邓德会研究员和刘艳廷副研究员团队在煤化工废水资源化利用方面取得新进展，研发出以煤化工废水为原料制备高纯氢气联产淡水的新技术，并依托该技术完成了25千瓦级中试装置的测试验证。

该技术有望助力我国氢能产业与煤化工等工业废水资源化利用的绿色、高质量发展。

煤化工行业在发展的同时也带来了环境问题，生产过程中产生大量的工业废水，其成分复杂，处理工序繁杂，整个治理过程产生的成本远远高于收益。因此，开发经济有效的以煤化工废水为原料的氢气制备新方法和新技术具有重要意义。

该技术首先利用大连化学物理研究所环境催化工程研究组(DNL0902组)研发的水热氧化模块去除煤化工废水中的挥发性有机物及含氮污染物，再利用研究团队自主研发的碱性电解水废热回收耦合废水低温蒸馏系统，进行废水低温蒸馏淡化，产生的淡水除了进入到电解水制氢系统以满足自身的电解需求，还额外联产大量的淡水，可以用于工业、农业、生活等领域。

此外，电解水产生的氧气可以满足水热氧化模块对纯氧气的需求，提高了水热氧化的效率并降低了用氧成本。最终实现煤化工废水“变废为宝”，制备出高纯氢气并联产淡水。

在此基础上，研究团队基于自主研发的铠甲催化剂整体式电极，研制出25千瓦级煤化工废水制氢联产淡水中试装置。

团队以新疆哈密地区兰炭废水为原料进行中试试验，废水中化学需氧量(COD)为51000mg/L，总氮为2892mg/L，盐度为32000ppm。

中试装置运行结果显示，实现了以煤化工废水为原料高效制氢联产淡水，氢气产能3万方/年，氢气纯度≥99.999%，产生的淡水在满足自身电解需求的基础上，联产淡水6吨/年，淡水盐度≤50ppm，淡水中COD与总氮含量均未检出(COD检出限为4mg/L，总氮检出限为20 g/L)，证明了煤化工废水制氢联产淡水新技术的可行性与先进性。

邓德会研究团队在前期工作基础上研发出海水制氢联产淡水新技术，利用碱性电解水产生的低品位废热作为海水低温制淡水的热源，将碱性电解水系统与海水低温淡化技术进行耦合集成，实现以海水为原料制备出高纯氢气并联产淡水和高附加值浓海水。

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中国科学院大连化学物理研究所海水制氢联产淡水新技术研发成功

2023年11月，中国科学院大连化学物理研究所研究员邓德会和副研究员刘艳廷团队围绕近岸/离岸海上风电制氢的需求，研发出一项以海水为原料制备氢气联产淡水的新技术，并依托该技术完成了25千瓦级装置的测试验证。

传统碱性电解水制氢的电能利用率一般为65%至80%，未能利用的电能转化为废热排放至环境中，造成了能源的严重浪费。在该研究中，团队利用电解水产生的废热作为海水低温制淡水的热源，建立了废热回收系统，并与海水低温淡化技术进行集成耦合，研发出海水制氢联产淡水新技术。相比传统淡水电解水制氢，该技术省去了废热移除所必需的换热器单元，以及与之配套的冷却介质，减少了设备成本与能耗。

在此基础上，团队基于自主研发的铠甲催化剂整体式电极，研制出25千瓦级海水制氢联产淡水装置。运行结果显示，以海水为原料可实现高效电解水制氢联产淡水，氢气产能可达3吨/年，氢气纯度≥99.999%，产生的淡水在满足自身电解需求的基础上，可额外联产淡水6吨/年。同时，相比传统淡水电解水制氢装置，可将碱性电解水制氢系统的电能利用率提高10%以上，证明了海水制氢联产淡水新技术的可行性与先进性。

近年来，随着全球可再生能源的快速发展，海上风电因具备风能资源丰富、稳定、不受地形限制等优点迎来快速增长。利用海上风电制氢兼具解决电力消纳和制备规模化绿氢资源的优点，对实现“双碳”目标具有重要意义。

我国《氢能产业中长期规划（2021-2035年）》提出，结合资源禀赋特点和产业布局，因地制宜选择制氢技术路线，逐步推动构建清洁化、低碳化、低成本的多元制氢体系，推进光解水制氢、海水制氢等技术研发；2023年8月，工信部、能源局等四部门发布《新产业标准化领航工程实施方案（2023-2035 年）》，提出以推动新兴产业创新发展和抢抓未来产业发展先机为目标，统筹推进新产业标准研究、制定、实施和国际化，加快研制风电制氢、海上氢能装备等标准。

我国上海、辽宁、河北、深圳、青岛、中山、无锡、大连、北京昌平等省市区已出台相关氢能专项政策均支持推进海水制氢技术研发及试点示范，大部分为近海地区。其中，大连特别提出远期将主要依托海水电解技术的成熟开展大规模可再生能源电解水制氢；上海提出在临港结合上海海上风电规划布局和区域用氢需求，择优支持具备绿氢制备能力的海上风电项目开展示范。