在中學(xué)我們都做過一個實(shí)驗(yàn)，將水通電來產(chǎn)生氫氣。電解水制氫就是最高效的制氫方法之一。

海水制氫不簡單

目前比較成熟的電解水制氫需要淡水作為原料，但地球上的水資源中大約96%都是海水，那能不能用海水來制氫呢？

然而，由于海水成分復(fù)雜，尤其是海水中的氯離子對電極陽極腐蝕嚴(yán)重，容易損壞設(shè)備，導(dǎo)致無法維持長時間電解，無法滿足大規(guī)模工業(yè)化要求。

陽極受到腐蝕并損壞的照片（圖片來源：中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所）

“同性相斥”提升制氫效率

近期，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所團(tuán)隊，在海水電解陽極穩(wěn)定性研究領(lǐng)域取得了新進(jìn)展，成果發(fā)表于《先進(jìn)材料》。

科研團(tuán)隊受到“同電荷排斥”的啟發(fā)，發(fā)展出了“同離子排斥”策略，通過在電極表面構(gòu)筑氯化銀層，對溶液中的氯離子產(chǎn)生排斥，對陽極進(jìn)行保護(hù)。

研究人員使用覆蓋有催化劑的陽極，在其表面負(fù)載銀納米顆粒，使這些銀納米顆粒在電解海水的過程中轉(zhuǎn)化成氯化銀（AgCl）顆粒。這就相當(dāng)于在陽極表面構(gòu)建了一層氯離子層，避免腐蝕情況發(fā)生。

實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過處理的陽極可以有效排斥附近溶液中的自由氯離子，從而減輕氯離子對陽極的腐蝕作用，大大提高了陽極電解水的穩(wěn)定性，提高壽命。

進(jìn)一步對比實(shí)驗(yàn)顯示，沒有負(fù)載銀顆粒的陽極電極，由于沒有氯離子層保護(hù)，腐蝕嚴(yán)重，壽命較短。經(jīng)過處理的陽極在堿性海水中可以實(shí)現(xiàn)超過5000小時的穩(wěn)定工作。

這種策略也在不同催化材料上得到了交叉驗(yàn)證，陽極壽命均提高了一個數(shù)量級以上。

這項(xiàng)研究解決了海水電解制氫技術(shù)中的重要問題，為商業(yè)化應(yīng)用提供了新的可能性。

（內(nèi)容來源：中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所）

責(zé)任編輯：魏敏