直接電催化海水分解是符合可再生能源的規模化技術,符合經濟效益的綠氫制備路徑。但是電解海水分解制綠氫面臨海水具有復雜的離子導致持久性較低的問題,使得電解海水制備綠氫面臨著工業化挑戰。有鑒于此,武漢理工大學陽曉宇教授、田歌教授、柏林工業大學Peter Strasser等綜述報道分析電解海水分解有關持久性的機理問題。
本文要點
(1)
作者系統的分析海水電解技術的發展情況,并且驗證了陽極和陰極的挑戰,特別對如何獲得長壽命的電催化劑/電極/界面的設計理念進行討論,包括鈍化陽離子作用的層狀結構,如何選擇性OH-吸附,挑選合適的抗腐蝕離子,催化劑的保護層,在催化劑表面穩定Cl-,調節Cl-吸附,阻礙OH-與Mg2+和Ca2+結合,阻礙Mg和Ca氫氧化物的沉淀,電化學合成生長Mg的氫氧化物。此外,討論了電催化劑/電極的合成方法,以及電解槽的創新性設計。
(2)
討論了制備清潔氫氣的電解海水技術。發現目前研究者的關注點發生了變化,尤其是對Cl-離子起到的作用,以及陰極反應和電解槽設計等問題,加快海水電解技術的商業化落地應用。
參考文獻
Yu Liu, Yong Wang, Paolo Fornasiero, Ge Tian, Peter Strasser, Xiao-Yu Yang, Long-term Durability of Seawater Electrolysis for Hydrogen: From Catalysts to Systems, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202412087
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202412087