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[行业动态] 【海川化工科技前沿】大连化物所研究新型电极可用于直接海水电解制氢

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近日，中国科学院大连化学物理研究所邵志刚研究员团队，联合拉夫堡大学林文锋教授团队，在直接海水电解制氢阴极材料研究领域取得重要突破。科研团队创新性构筑表面荷正电的铂 / 氢氧化钴（Pt@co (OH)₂）纳米阵列电极，既有效抑制海水中钙镁氢氧化物在阴极表面沉积结垢，又协同加快析氢反应动力学速率，相关研究成果已正式发表于《应用催化 B：环境与能源》期刊。


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氢能是支撑 “双碳” 目标落地的核心清洁能源之一，直接利用海水电解制氢，可规避与工农业争用淡水资源的矛盾，产业化应用前景广阔。但天然海水呈近中性 pH 值，不仅本身会造成析氢反应动力学缓慢；电解过程中阴极局部 pH 升高，还易使海水中钙镁离子生成氢氧化物沉淀，覆盖并堵塞电极活性位点；同时高浓度氯离子还会对电极产生腐蚀损耗。如何精准调控电极与电解液界面微环境，同步破解反应动力学慢、钙镁沉积结垢、氯离子腐蚀三大难题，一直是海水电解制氢领域亟待攻克的关键瓶颈。

此次研究中，团队通过两步电沉积工艺，在泡沫镍基底上成功制备 Pt@Co (OH)₂纳米阵列电极。得益于氢氧化钴等电点高于海水 pH 值特性，电极表面呈现正电性，依靠静电排斥效应阻隔钙镁离子向阴极迁移，从源头抑制氢氧化物沉积；规整有序的纳米阵列结构，还可为氢气气泡提供快速逸出通道，进一步剥离电极表面微量沉积物。

机理研究显示，材料中的 Pt 位点对活性氢（*H）、Co 位点对羟基（*OH）均具备强吸附作用，构建起双活性位点协同催化水解离的高效机制；同时 Pt 与 Co 之间的电子相互作用，既优化了活性氢脱附过程，又削弱了氯离子在电极表面的吸附附着，大幅提升电极耐蚀稳定性。

依托该电极搭建的 pH 不对称电解槽，在 100～1000 mA cm⁻² 宽电流密度区间内，实现累计稳定运行超 1000 小时，充分验证了材料优异的稳定性与规模化工业应用潜力。


 

发表于 2026-5-15 21:45:40

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发表于 2026-5-15 22:19:00

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发表于 2026-5-16 07:35:10

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王巍2VIP会员 永久VIP | 显示全部楼层       最后访问IP黑龙江省
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发表于 2026-5-16 09:51:33

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