海水制氢！谢和平院士，再登Nature子刊！

研究概述

使用可再生能源的海水直接电解（SDE）为利用丰富的海洋氢资源提供了一条可持续的途径。然而，氯电氧化反应（ClOR）副反应严重降低了海水直接电解效率，并逐渐腐蚀阳极。

基于此，2024年10月15日深圳大学/四川大学谢和平院士、刘涛研究员、兰铖助理研究员、吴一凡副研究员在国际顶级期刊Nature Communications发表题为《Redox-mediated decoupled seawater direct splitting for H₂ production》的研究论文。

在这项研究中，引入了氧化还原介导的策略来抑制ClOR，并建立了包含单独的析氧反应器的解耦式海水直接电解（DSDE）系统。铁氰化物/亚铁氰化物（[Fe(CN)₆]^3-/4-）充当电池和反应器之间的电子介体，从而实现更动态有利的半反应，取代传统的析氧反应（OER）。这种改变涉及直接的单电子转移阳极反应，没有气体沉淀，并且有效地消除了含氯副产物的产生。

通过在低电压下运行（在电流密度为10 mA cm^-2时约为1.37 V，在100 mA cm^-2时约为1.57 V），甚至在Cl⁻饱和的海水电解液中保持稳定性，该系统有潜力进行无氯排放的解耦式海水电解。在高性能氧化还原介体和催化剂方面的进一步改进可以提供DSDE系统更高的效益和可持续性。

图文解读

图1：解耦式海水直接电解制氢策略

图2：海水中 [Fe(CN)₆]^3-/4- 介体的氧化还原表征

图3：[Fe(CN)₆]⁴⁻ 电化学氧化过程的表征

文献信息

Liu, T., Lan, C., Tang, M. et al. Redox-mediated decoupled seawater direct splitting for H₂ production. Nat. Commun. 15, 8874 (2024).

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海水制氢！谢和平院士，再登Nature子刊！

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