Hidrogen și apă dulce din apa mării: sistem de 250 kW produce 48 Nm³ H₂/h și recuperează căldura electrolizei — NRG-IA

O instalație de 250 kW a demonstrat că apa mării poate deveni simultan materie primă pentru producția de hidrogen și sursă de apă dulce, fără ca electrolizorul să fie alimentat direct cu apă sărată. Sistemul dezvoltat de cercetători ai Dalian Institute of Chemical Physics, din cadrul Chinese Academy of Sciences, a atins 48 Nm³ de hidrogen pe oră și 31,6 kg de apă dulce pe oră , iar rezultatele au fost publicate pe 15 septembrie 2026 în Nature Energy . Inovația nu este un nou tip spectaculos de electrod, ci modul în care întreaga instalație își recuperează energia. Electroliza alcalină generează căldură care, în sistemele convenționale, trebuie evacuată pentru menținerea temperaturii de funcționare. Noua arhitectură folosește această căldură reziduală pentru distilarea la temperatură joasă și sub vid a apei de mare . Apa dulce obținută este apoi trimisă către electrolizor, iar procesul poate produce și apă pentru utilizare externă. Practic, instalația își produce singură apa necesară pentru hidrogen folosind o resursă energetică pe care altfel ar fi eliminat-o. Electrolizorul își transformă propria căldură reziduală într-o resursă Producerea hidrogenului prin electroliză are nevoie de electricitate și apă suficient de pură. În apropierea mării, apa este practic nelimitată ca volum, dar compoziția sa o face dificil de introdus direct într-un electrolizor. Clorurile favorizează reacții nedorite și coroziunea, iar alte săruri și minerale pot afecta componentele instalației. Soluția cercetătorilor evită confruntarea directă cu aceste probleme. Apa marină este mai întâi desalinizată, iar electrolizorul primește apă dulce. Diferența față de instalațiile clasice este sursa energiei pentru această separare. În loc ca o unitate de desalinizare să consume separat energie pentru pregătirea apei, procesul denumit STHW – seawater to hydrogen and fresh water recuperează căldura de calitate joasă generată în timpul electrolizei alcaline și o transferă către un sistem de distilare sub vid. Reducerea presiunii permite apei să se evapore la temperaturi mult mai mici decât punctul normal de fierbere, astfel încât energia termică disponibilă în electrolizor devine suficientă pentru proces. Rezultatul este o integrare energetică elegantă: aceeași instalație produce hidrogen, se răcește și desalinizază apa de mare . De la 20 kW la 250 kW, fără a rămâne la nivelul unei celule de laborator Tehnologia a trecut deja de experimentul de câțiva wați. Cercetătorii au construit mai întâi un sistem pilot industrial de 20 kW , care a atins o producție de 3,8 Nm³ de hidrogen pe oră și 1,2 kg de apă dulce pe oră . Potrivit studiului, instalația a funcționat stabil pe parcursul unei perioade de testare de 100 de zile . Scalarea la 250 kW a dus producția la 48 Nm³ H₂/h , concomitent cu 31,6 kg/h de apă dulce . Dalian Institute of Chemical Physics raportează pentru hidrogenul obținut o puritate de 99,9999% . Saltul de la 20 la 250 kW este important tocmai pentru că una dintre dificultățile tehnologiilor energetice noi apare atunci când un mecanism care funcționează într-un laborator trebuie transformat într-un circuit industrial cu schimbătoare de căldură, pompe, control al presiunii, tratarea continuă a apei și producție stabilă. Aici, principiul a fost demonstrat într-un sistem de sute de kilowați. Eficiența electrică a sistemului a crescut cu 14,4% La configurația de 250 kW, cercetătorii raportează o îmbunătățire cu 14,4% a eficienței electrice la nivelul sistemului , în comparație cu electroliza alcalină convențională alimentată cu apă dulce. Câștigul nu înseamnă că reacția electrochimică a devenit cu 14,4% mai eficientă printr-un nou catalizator. El rezultă din integrarea întregii instalații și din recuperarea unei părți din energia care altfel ar fi disipată sub formă de căldură. Această diferență este esențială economic. În industria hidrogenului, electricitatea este una dintre componentele dominante ale costului. În paralel, producția în regiuni fără suficiente resurse de apă necesită infrastructură suplimentară pentru tratare sau desalinizare. STHW încearcă să combine cele două probleme: folosește energia reziduală a uneia pentru a rezolva necesitatea celeilalte. Analiza tehnico-economică publicată împreună cu studiul indică o profitabilitate mai ridicată pentru procesul integrat decât pentru configurația tradițională în care desalinizarea este realizată separat și este urmată de electroliză. Este un rezultat de modelare economică, în timp ce instalația de 250 kW oferă demonstrația fizică a procesului. Apa devine un avantaj al instalației, nu doar un consum Hidrogenul produs prin electroliză este adesea asociat aproape exclusiv cu necesarul de electricitate. O industrie a hidrogenului construită la scară mare are însă nevoie și de volume importante de apă tratată. În zonele cu deficit hidric, perspectiva folosirii apei dulci pentru producerea unui combustibil industrial poate deveni o problemă economică și socială. Apa necesară…