减轻Cl?引起的负面影响以提升海水电解效率

《Chemical Communications》：Mitigating Cl?-induced detrimental effects to enhance seawater electrolysis

氯离子对直接海水电解的腐蚀、竞争氧化及阴极退化问题及其缓解策略综述，提出隔离屏蔽、抑制氧化、资源化利用的分类方法，并探讨集成防护与氯离子功能化创新路径，最后明确技术优化方向与产业化挑战。

　　

直接海水电解（DSE）是一种利用丰富的海水资源和海上可再生能源生产绿色氢气的可持续途径。然而，海水中最丰富的溶解阴离子——氯离子（Cl^?）带来了诸多挑战，包括阳极腐蚀、氯氧化反应（ClOR）的竞争以及反向电流条件下的阴极降解，这些因素共同降低了电解过程的效率和稳定性。目前已有多种可行的缓解策略被提出，这凸显了需要系统性地综合研究以推动该领域的进展。在本综述中，我们首先总结了氯离子在直接海水电解过程中造成的危害及其潜在机制，包括电极腐蚀、氯氧化反应与氧气生成之间的竞争，以及反向或瞬态条件下的阴极损伤。随后，我们在一个目标导向的框架内对缓解策略进行了分类和总结：氯离子的隔离与屏蔽、低电位操作下氯氧化反应的抑制、氯离子的转化利用以及无氯环境的创建。接着，我们探讨了结合物理屏蔽、位点亲和性调节和系统级设计的集成化、混合策略的发展趋势，以实现协同保护，并重点介绍了将氯离子从腐蚀性因素转化为功能性资源的新兴方法。最后，我们提出了建议和展望，指出了关键的研究重点、与长期稳定性和规模化相关的挑战，以及加速性能提升和促进DSE工业应用的潜在转化途径。