11月30日，谢和平院士同他所指导的博士生团队在权威期刊《Nature》上发表题为A membrane-based seawater electrolyser for hydrogen generation（用于制氢的膜基海水电解槽）的研究论文，报道了一种用于高效制氢的直接海水电解技术，从根本上解决了副反应和腐蚀问题。该海水电解制氢系统可以在250 mA cm-2的电流密度下稳定运行长达3200 h，且性能不会发生明显衰减。该策略以类似淡水分离的方式实现高效、尺寸灵活及可扩展的直接海水电解制氢，而且不会显著增加运行成本，因此具有很高的实际应用潜力。该机制有望在同步废水处理、资源回收和一步制氢领域得到进一步应用。
//doi.org/10.1038/s41586-022-05379-5
研究内容解读
作为该方法的一个实际演示，一个实验室规模的SES在接近100% RFE的情况下稳定运行了72小时。放大后的SES发电能力为3861h-l，在250 mA cm-2的条件下稳定运行了3200 h以上，具有5.0 kWh Nm-3 H2的低能耗，没有观察到明显的电催化剂腐蚀或膜润湿。通过应用固体吸湿SDE和过电位较低的催化剂，该策略可能适用于未来的能源密集型工业生产，并可用于废水处理和资源回收与一步H生成。我们坚信，这种基于相变的水迁移策略的进一步扩展将导致从海水或不纯水生产先进的H2的实际应用的发展。
图1 SES设计。
图2连续高效电解的原理。
图3放大图和通用性。
图4 SES的原位海水分裂和常规海水直接分裂。
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