中國(guó)海洋大學(xué)在海水電解制氫研究方向取得新進(jìn)展 http://bossanovawear.com　 2025年7月12日　 來(lái)源：華禹教育網(wǎng) 　　近日，中國(guó)海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院孟祥超教授課題組在海水電解制氫研究方向取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“Direct Natural Seawater Electrolysis through a Photoinduced Asymmetric Electric Field”（光誘導(dǎo)不對(duì)稱電場(chǎng)促進(jìn)天然海水直接電解）為題，發(fā)表在國(guó)際頂尖期刊Journal of the American Chemical Society（《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》）。 　　氫能作為一種零碳、高熱值的清潔能源，在全球能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化方面扮演重要角色。由于海水資源占地球水儲(chǔ)量的96.5%，因此天然海水直接電解是獲取綠氫的理想途徑。然而，其工業(yè)化進(jìn)程受到陰極沉淀附著和水解離動(dòng)力學(xué)緩慢的限制，需要合理的策略來(lái)破壞界面氫鍵網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)有效的OH⁻擴(kuò)散通道和界面水分子構(gòu)型的重新調(diào)整。 　　本研究提出了一種基于光誘導(dǎo)不對(duì)稱電場(chǎng)（PAEF）來(lái)調(diào)控界面水分子構(gòu)型的有效策略。首先，PAEF在光照條件下能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整界面水氫鍵網(wǎng)絡(luò)，形成OH⁻擴(kuò)散通道并促進(jìn)水分子的重新排布。進(jìn)而促使OH⁻向海水中的快速擴(kuò)散；同時(shí)，通過(guò)增加的水合鈉離子能夠?qū)⒔缑嫠�分子重新調(diào)整為H-down構(gòu)型，進(jìn)而縮短H與活性位點(diǎn)間的間距，降低水解離的動(dòng)力學(xué)能壘。最終，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所制備的光響應(yīng)催化劑體系在AM 1.5G光照下表現(xiàn)出優(yōu)異的天然海水析氫性能（299 mV@100 mA cm-2）。同時(shí)，基于PAEF效應(yīng)的催化體系表現(xiàn)出優(yōu)異的抗沉淀能力，能夠在連續(xù)運(yùn)行100小時(shí)（100 mA cm-2）后活性衰減< 5%。此外，本工作進(jìn)一步設(shè)計(jì)構(gòu)建了一種光輔助不對(duì)稱電解槽（陰極室為天然海水，陽(yáng)極室為NaOH溶液），在2.35V（60°C）下即可達(dá)到0.5 A cm-2的電流密度。同時(shí)，將電催化系統(tǒng)與太陽(yáng)能電池模塊集成后，在波動(dòng)光照條件下仍能保持良好兼容性及高STH轉(zhuǎn)換效率（>10%）。該工作為天然海水電解提供了一條有效的新路徑。 　　　　　　　　　　　PAEF反應(yīng)機(jī)制與綠氫生產(chǎn)系統(tǒng)集成研究 　　中國(guó)海洋大學(xué)為該研究成果的第一完成單位，孟祥超教授為唯一/獨(dú)立通訊作者，文章第一作者是化學(xué)化工學(xué)院2023級(jí)海洋化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)博士生趙展。研究工作得到了人社部留學(xué)回國(guó)高層次人才資助項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金、青島市自然科學(xué)基金自由探索項(xiàng)目以及學(xué)校優(yōu)秀青年科學(xué)基金培育計(jì)劃等項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的大力支持。 　　通訊員：趙展 　　文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c05372（點(diǎn)擊查看） 　　　　　　　　　　　　　孟祥超教授課題組成員合影 　關(guān)于中國(guó)海洋大學(xué)更多的相關(guān)文章請(qǐng)點(diǎn)擊查看　 特別說(shuō)明：由于各方面情況的不斷調(diào)整與變化，華禹教育網(wǎng)（bossanovawear.com）所提供的信息為非商業(yè)性的教育和科研之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，僅供參考，相關(guān)信息敬請(qǐng)以權(quán)威部門公布的正式信息為準(zhǔn)。