海水制氢新突破：间歇性电解中阴极防护策略解锁高效稳定之路

为解决海水直接电解面临的挑战，研究人员开展相关研究，发现阴极问题并提出策略，助力相关技术发展。

　　利用可再生电力驱动海水电解制氢，是生产绿色氢气极具吸引力的策略。然而，直接进行海水电解面临诸多难题，主要源于海水中大量卤离子（Cl?、Br?）在阳极引发的腐蚀和竞争反应。以往关于海水电解的研究大多聚焦于阳极的开发，因为阴极在还原电位下运行，在海水电解过程中不会发生电极溶解或氯化物腐蚀反应。但可再生能源具有间歇性、多变性和随机性，若用其驱动海水电解，会导致频繁的启停操作。此次研究首次揭示了间歇性电解中海水分解阴极的动态演变和性能退化情况，并据此提出构建催化剂钝化层的方法，以维持电解过程中的析氢性能。在 NiCoP - Cr?O?阴极表面原位形成的磷酸盐钝化层，能够在频繁放电过程中有效保护金属活性位点不被氧化，且在电解停止时排斥卤离子在阴极表面的吸附。实验证明，采用该设计策略优化后的电极，可在碱性海水中以 0.5 A cm?2 的电流密度经受 10000 小时的波动运行，电压增长率仅为 0.5% kh?1。这项新发现的挑战以及提出的策略，为推动基于可再生电力的实用海水分解技术发展提供了新的思路。