中科院海水制氢取得重要进展

 

但海水制氢的发展也面临诸多挑战。海水中的氯离子被氧化为氯气以及次氯酸根，对会电解槽产生严重腐蚀；不溶物在离子交换膜和催化剂表面的沉积黏附，导致催化剂快速失活；海水中的氢离子以及氢氧根离子浓度不高，会明显制约电解效率。

 

中国科学院宁波材料技术与工程研究所氢能实验室针对发展海水电解制氢工业电流密度工况对阴极的高要求，开发了一种实用、成本低廉、可规模化放大的阴极，在工业电流密度下可以长时间、稳定地进行海水电解制氢。研究提出了一种易重复、可放大、易批量生产的浸泡-电沉积法，用于合成尺寸达到10*10 cm2的Cu2S@NiS@Ni/NiMo阴极。复合阴极在碱性模拟海水和碱性海水中，电流密度达到1000 mA cm-2仅需要190mV和250mV的过电位。同时，超疏气的纳米阵列结构加速了气体产物的脱离，确保大电流工况下活性位点的稳定性。同时，在模拟新能源供电的波动测试中，电极在1500小时的运行中依然可以保持稳定。

 

 

大尺寸、高稳定阴极结构、活性示意图

 

研究团队为解决海水电解制氢过程中面向工业规模化放大的高性能阴极合成提供了新的合成方法。通过对其性能和成本的评估，研究结果显示了该电极具备在工业规模下可持续制氢的巨大潜力。