中科院海水制氫取得重要進展

2023-06-09 來源：中科院寧波材料所瀏覽數：438

綠氫作為最具可持續性且真正無碳的氫能生產路線，正成為全球氫能發展的焦點。然而，淡水資源緊缺將嚴重制約“綠氫”技術的發展。海洋是地球上最大的氫礦，海水制氫能夠直接避免淡水資源緊缺的問題，對氫能產業的發展舉足輕重。

但海水制氫的發展也面臨諸多挑戰。海水中的氯離子被氧化為氯氣以及次氯酸根，對會電解槽產生嚴重腐蝕；不溶物在離子交換膜和催化劑表面的沉積黏附，導致催化劑快速失活；海水中的氫離子以及氫氧根離子濃度不高，會明顯制約電解效率。

中國科學院寧波材料技術與工程研究所氫能實驗室針對發展海水電解制氫工業電流密度工況對陰極的高要求，開發了一種實用、成本低廉、可規模化放大的陰極，在工業電流密度下可以長時間、穩定地進行海水電解制氫。研究提出了一種易重復、可放大、易批量生產的浸泡-電沉積法，用于合成尺寸達到10*10 cm2的Cu2S@NiS@Ni/NiMo陰極。復合陰極在堿性模擬海水和堿性海水中，電流密度達到1000 mA cm-2僅需要190mV和250mV的過電位。同時，超疏氣的納米陣列結構加速了氣體產物的脫離，確保大電流工況下活性位點的穩定性。同時，在模擬新能源供電的波動測試中，電極在1500小時的運行中依然可以保持穩定。