海水制氢!谢和平院士,再登Nature子刊!

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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
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图1:解耦式海水直接电解制氢策略
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图2:海水中 [Fe(CN)6]3-/4- 介体的氧化还原表征
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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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