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電催化還原海水是具有前景的未來制氫和存儲間歇能源技術，但是Mg²⁺/Ca²⁺在陽極上沉淀、穩定性較差的問題嚴重阻礙電催化還原海水技術的發展。

有鑒于此，山東師范大學唐波教授、山東師范大學/電子科技大學孫旭平等報道構筑蜂窩狀3D結構催化劑能夠改善微尺寸下氣泡/沉淀物在電極附近的傳質，具有優異的抗海水還原和沉淀能力，而且能夠在電極的各個角落進行大量/均勻的釋放小尺寸H₂氣泡，從而避免Mg²⁺/Ca²⁺陽離子沉淀，實現優異的長時間堿性電解海水性能。

本文要點

（1）

通過發展調控氣泡/沉淀的電極結構，不僅實現了優異的堿性電催化海水還原性能（在1 A cm^-2電流密度穩定工作1000 h），而且能夠將天然海水催化分解為H₂，具有優異的抗沉淀能力。

（2）

在經過長時間大電流密度電催化反應后，該體系表現非常弱的沉淀。此外，作者發展了流動相電催化體系，能夠在500 mA cm^-2電流密度進行連續工作150 h，而且H₂的法拉第效率一直保持~100 %。計算結果顯示，估計這種技術的電催化制氫價格僅為1.8 US$/kg_H2，低于美國能源部所提出的目標（2 US$/kg_H2）。

參考文獻

Liang, J., Cai, Z., Li, Z. et al. Efficient bubble/precipitate traffic enables stable seawater reduction electrocatalysis at industrial-level current densities. Nat Commun 15, 2950 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-47121-x

https://www.nature.com/articles/s41467-024-47121-x