用于海水电解的磷化物阴极的综合性设计：从抑制沉淀、提高耐盐性到增强电活性

《Green Chemistry》：Comprehensive design of phosphide cathodes for seawater electrolysis: from precipitation suppression, high salt resistance, to activity enhancement

海水电解制氢中过渡金属磷化物（TMPs）作为高效催化剂的设计标准、抑制钙镁离子沉淀及氯离子毒性的策略、掺杂与异质结等活性提升技术，以及可持续能源发展中的挑战与未来方向。

　　

在全球向低碳清洁能源转型的背景下，利用海水电解生产氢气的方法因海水资源丰富而受到了广泛关注。开发高性能且稳定的电催化剂对于直接从海水中制取氢气至关重要。过渡金属磷化物（TMPs）在海水电解的氢演化反应（HER）中展现出巨大潜力，这得益于它们独特的电子结构、优异的导电性和催化活性。本文重点探讨了基于TMPs的海水电解用HER电催化剂的设计准则，研究了其在酸性/碱性介质中的反应机理和性能表征。文章总结了抑制钙/镁离子沉淀以及减轻氯离子对催化剂毒性的策略，并分析了其作用机制和最新研究进展。针对TMPs的活性提升方法，如掺杂、异质结构工程、缺陷工程和形貌调控等也进行了详细讨论。尽管TMPs在成本上优于传统的贵金属催化剂，但其实际应用仍面临诸多挑战。未来的研究应深入探讨氢演化反应的机理，创新表征技术，开发更有效的离子沉淀抑制策略，并优化TMPs的活性提升方法，以推动海水电解技术的发展并实现全球可持续能源目标。