使用可再生電能直接電解海水能夠提供可持續發展要求的海水制氫路線,但是海水電催化制氫反應面臨著氯氧化副反應,嚴重影響海水電解效率,而且腐蝕電極。
有鑒于此,深圳大學/四川大學謝和平院士、吳一凡副研究員、蘭鋮助理研究員、劉濤研究員等報道氧化還原介導策略抑制氯氧化副反應,將海水直接電解體系與分離的產氧反應器集成。
本文要點
這種策略使用[Fe(CN)6]3-/4-作為電池和反應器之間電子傳輸,替代傳統的OER反應,在動態上更有利,因此能夠不必通過氣體反應,而實直接發生單電子轉移,因此能夠非常好的消除含氯的副產物。
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這個體系能夠在比較低的電壓下工作(~1.37 V, 10 mA cm-2;~1.57 V, 100 mA cm-2),而且能夠在Cl-離子飽和溶液中穩定的工作,這個體系有可能實現氯排放為零的目標。通過進一步改善氧化還原介質和催化劑,有可能增強DSDE體系的價格成本和可持續性。
參考文獻
Liu, T., Lan, C., Tang, M. et al. Redox-mediated decoupled seawater direct splitting for H2 production. Nat Commun 15, 8874 (2024)
DOI: 10.1038/s41467-024-53335-w