Die Elektrolyse von Meerwasser zur Wasserstofferzeugung und die gleichzeitige Magnesiumgewinnung können möglicherweise höhere Nebenerträge als der Wasserstoff selbst erzielen.
In letzter Zeit stützt sich das kombinierte Projekt zur Wasserstoffgewinnung und Magnesiumgewinnung durch Elektrolyse von Meerwasser in Xuwen, Zhanjiang, auf die gemeinsamen Forschungsergebnisse der Hainan-Universität und des Ningbo Instituts für Materialwissenschaften der chinesischen Akademie der Wissenschaften. Durch die Elektrolyse von natürlichem Meerwasser werden gleichzeitig grüner Wasserstoff und hochreines Magnesiumhydroxid hergestellt. Dies verspricht einen doppelten Durchbruch bei der effizienten Ressourcennutzung und der wirtschaftlichen Effizienz.
Von der Photovoltaikverwertung zur kombinierte Wasserstoff-Magnesium-Produktion: Die Entstehung eines kommerziellen Konzepts
Das Projekt beginnt mit einer tiefgehenden Überlegung über die Verwertung grüner Elektrizität und die Reduzierung der Kosten für grünen Wasserstoff.
Das Team hat festgestellt, dass die Kosten für die herkömmliche Wasserstoffgewinnung durch Elektrolyse von Wasser immer noch hoch sind. Wenn das reichlich vorhandene Magnesium in Meerwasser effizient zu hochreinem Magnesiumhydroxid - einem hochwertigen Material, das in vielen Bereichen wie Flammschutzmitteln und Lithiumbatterien weit verbreitet ist - extrahiert werden kann, könnte dessen Marktwert sogar höher sein als der von Wasserstoff selbst.
Diese Erkenntnis hat eine interdisziplinäre Zusammenarbeit ermöglicht. Das Projekt wurde von Mei Man, einem Beratungsingenieur mit Erfahrung in der Ingenieur- und Industriebranche, initiiert. Es integriert die bereits veröffentlichten Forschungsarbeiten von Nan Haoxiong, einem Assistentenprofessor der Fakultät für Chemie und Chemietechnik der Hainan-Universität, und Lu Zhiyi, einem Forscher des Ningbo Instituts für Materialwissenschaften der chinesischen Akademie der Wissenschaften, und bildet einen vollständigen Weg von der Laborphase zur Industrialisierung.
Technologischer Durchbruch: Überwindung der Elektrodenverkalkung und direkte Elektrolyse von Meerwasser
Der Kern des Projekts liegt in der Überwindung des langfristig die Meerwasserelektrolyse hemmenden Problems der Elektrodenverkalkung. Das Team hat eine innovative "Antihaft-Elektroden-Technologie" entwickelt, die durch die Schaffung einer elektrostatischen Abstoßungsschicht auf der Elektrodenoberfläche die Mineralablagerung effektiv verhindert.
Diese Technologie hat es ermöglicht, dass die Kernausrüstung in natürlichem Meerwasser über 5000 Stunden lang kontinuierlich und stabil betrieben werden kann, ohne dass es zu einer deutlichen Leistungseinbuße kommt. Dies macht es möglich, Meerwasser direkt zu elektrolysieren, ohne dass aufwändige Vorbehandlungen erforderlich sind, und senkt die Energie- und Betriebskosten erheblich.
Das Modell der "kombinierten Wasserstoff-Magnesium-Produktion": Die Einnahmen aus Nebenprodukten senken die Kosten für grünen Wasserstoff erheblich
Das von dem Projekt entwickelte Modell der "kombinierten Wasserstoff-Magnesium-Produktion" ist sein Schlüsselgewinnungsfaktor. Bei der Produktion von einem Kilogramm grünem Wasserstoff können gleichzeitig etwa mehrere zehn Kilogramm hochreines Magnesiumhydroxid hergestellt werden. Als hochwertiges Flammschutzmittel und Rohstoff für Lithiumbatterien usw. ist das inländische Markt noch stark von Importen abhängig, und die Nachfrage steigt stetig. Dies bringt dem Projekt beträchtliche Einnahmen und senkt die Gesamtproduktionskosten für grünen Wasserstoff erheblich.
Das Projekt setzt sich gleichzeitig in die beiden Bereiche der grünen Energie und der neuen Materialien ein: Grünener Wasserstoff ist als Schlüsselträger für die tiefe Entkohlung in Bereichen wie Stahl- und Chemieindustrie dringend gefragt; Das Angebot an hochreinem Magnesiumhydroxid in Bereichen wie Lithiumbatterien und umweltfreundlichen Materialien weist deutliche Lücken auf, und es gibt ein breites Potenzial für die nationale Substitution.
Das Projekt ist vorläufig auf der Donghai-Insel in Zhanjiang angesiedelt, in der Nähe potenzieller Wasserstoffnutzer wie der Baosteel Zhanjiang Iron & Steel Co., Ltd. und der Zhongke Refining & Chemical Co., Ltd., was es vorteilhaft für die lokale Verwertung macht. Die reichlichen Sonnenenergieressourcen in der Region stellen auch die Versorgung mit grüner Elektrizität sicher.
Der kommerzielle Weg und die Stimme des Teams
Das Projekt plant, ein gemischtes Modell von "Finanzierung + zusätzliche Investition + Beteiligung der Regierung" zu verfolgen. Derzeit ist es vorläufig in Xuwen, Zhanjiang, angesiedelt, und eine vorläufige Investitionsrentabilitätsanalyse wurde abgeschlossen. Das Team plant, die Anfangsinvestitionen durch eine minimalistische Ingenieurkonzeption und die Sammelbeschaffung zu kontrollieren. Mit den Vorteilen der lokalen grünen Elektrizität und des Meerwassers (kostenlose Rohstoffe) sowie den Einnahmen aus hochwertigen Nebenprodukten strebt das Team an, die Investitionen binnen einiger Jahre ohne Subvention zurückzuerhalten.
Mei Man, der Projektverantwortliche, sagte: "Der erfolgreiche Nachweis dieser Technologie zeigt, dass das Problem der hohen Kosten für grünen Wasserstoff durch die umfassende Nutzung von Ressourcen effektiv gelöst werden kann. Wir produzieren nicht nur Wasserstoff, sondern erkunden auch ein nachhaltiges Modell für die hochwertige Entwicklung von Meeresressourcen."
Derzeit läuft das Demonstrationsprojekt für die kombinierte Wasserstoffgewinnung und Magnesiumgewinnung durch Elektrolyse von Meerwasser stabil. Dies hat wichtige Daten und Ingenieurserfahrungen für die Massenmarkteinführung gesammelt. Im nächsten Schritt wird das Team sich auf den Bau der ersten kommerziellen Demonstrationsfabrik konzentrieren und sich aktiv mit großen industriellen Standorten an der Küste verbinden, um die technologischen Vorteile in industrielle Wettbewerbsfähigkeit umzuwandeln und neue Lösungen für die Entwicklung der chinesischen und globalen Branchen von grünem Wasserstoff und neuen Materialien bereitzustellen.