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研究概述
Nature Communications
利用可再生能源进行海水直接电解（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）的副反应严重降低了海水直接电解的效率，并逐渐腐蚀阳极。在本研究中，深大&四川大学谢和平院士团队，四川大学吴一凡课题组以及刘涛研究员、兰铖助理研究员等人引入了一种氧化还原介导策略来抑制 ClOR，并建立了一个结合单独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−）作为电池和反应器之间的电子介体，从而使更具动力学优势的半反应取代传统的析氧反应（OER）。这种改变涉及一个简单的单电子转移阳极反应，没有气体析出，并有效消除了含氯副产物的生成。该系统在低电压下运行（在 10 mA cm−2 时约为 1.37 V，在 100 mA cm−2 时约为 1.57 V），即使在氯离子饱和的海水电解质中也能保持稳定，有可能实现解耦海水电解且零氯排放。高性能氧化还原介体和催化剂的进一步改进可以提高 DSDE 系统的成本效益和可持续性。
该文章以“Redox-mediated decoupled seawater direct splitting for H2 production”为题发表于国际顶级期刊《Nature Communications》。
文章信息
Nature Communications
Redox-mediated decoupled seawater direct splitting for H2 production. Tao Liu*, Cheng Lan*, Min Tang, Mengxin Li, Yitao Xu, Hangrui Yang, Qingyue Deng, Wenchuan Jiang, Zhiyu Zhao, Yifan Wu* & Heping Xie*. Nat Commun 15, 8874 (2024).
https://doi.org/10.1038/s41467-024-53335-w
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