浓/盐差能作为一种清洁可再生的新型能源引起人们的广泛关注,它是一种不同浓度溶液之间所蕴含的化学势能,这种能量广泛存在于河海交界处或者盐水湖等地区。同时,伴随工业生产过程中会产生大量的余/废热,但其温度较低而难以被有效利用。利用低品位热能驱动制氢,对降低制氢成本以及提高能源利用效率有着积极意义。低品位热能驱动的逆电渗析制氢技术首先是通过热分离方法将热能转换成溶液浓差能,然后通过逆电渗析(RED)反应器将溶液浓差能转换成氢能。本课题组提出了一种碱性环境下由溶液浓差能驱动的RED反应器联合循环制氢的方法,在RED膜电势作用下,阴极还原生成的OH~-,阳极氧化消耗的OH~-,两者达到平衡。在制氢过程中,不需要向电极液额外添加电解质,有利于降低制氢的成本。为了验证RED反应器能将溶液浓差能转换为氢能,探索关键运行参数变化对能量转换过程的影响,设计了一个以NaCl水溶液为工作溶液,NaOH水溶液为电极液的RED反应器制氢系统。通过改变浓、稀溶液入口浓度,工作溶液过膜流速、电极液流率、膜对数以及系统输出电流等因素来考察对RED反应器产氢率、制氢效率和能量转换效率的影响。研究结果表明,在纯制氢情况下,随浓溶液入口浓度增大,RED反应器产氢率和制氢效率增加,但能量转换效率降低;固定浓溶液入口浓度不变,稀溶液入口浓度增大,RED反应器产氢率和制氢效率并不是单调减小,而是存在最优浓度比,使得产氢率和制氢效率达到最大值,但能量转换效率总体呈增大趋势;在研究实测过膜流速范围内,RED反应器产氢率和制氢效率随过膜流速增大而增大,而净能量转换效率随过膜流速增大呈先增后减的变化趋势;随电极液流率增大,RED反应器的输出电流和理论产氢率增大;RED反应器膜对数越多,产氢率和制氢效率越大,能量转换效率越小;在氢电联产情况下,随输出电流增大,RED反应器产氢率和制氢效率增加,而其输出电能、输出总能和净能量转换效率均呈先增后减的变化趋势。