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(shù)：427

綠氫作為最具可持續(xù)性且真正無碳的氫能生產(chǎn)路線，正成為全球氫能發(fā)展的焦點。然而，淡水資源緊缺將嚴重制約“綠氫”技術(shù)的發(fā)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展舉足輕重。

但海水制氫的發(fā)展也面臨諸多挑戰(zhàn)。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(chǎn)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(dǎo)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(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所氫能實驗室針對發(fā)展海水電解制氫工業(yè)電流密度工況對陰極的高要求，開發(fā)了一種實用、成本低廉、可規(guī)模化放大的陰極，在工業(yè)電流密度下可以長時間、穩(wěn)定地進行海水電解制氫。研究提出了一種易重復(fù)、可放大、易批量生產(chǎn)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(fù)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(jié)構(gòu)加速了氣體產(chǎn)物的脫離，確保大電流工況下活性位點的穩(wěn)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(wěn)定。