最近的工作表明，海水可以替代淡水大規模生產氫氣來減少成本，但這對電極提出了新的要求。事實上，很少有陽極/陰極能夠在苛刻的自然海水分解條件下長期保存，因為具有侵略性的鹵離子與衍生物(例如次氯酸鹽)和Mg2+/Ca2+沉淀物會分別攻擊陽極和陰極。用額外的堿來堿化海水是抑制Cl?電氧化的最有效的策略，因此海水分解的真正困難在于Mg2+/Ca2+在陰極上的沉淀，嚴重降低海水分解性能。近年來，人們設計了硫系化合物修飾的Pt/碳納米管來抑制Mg2+/Ca2+-Pt活性位點接觸和沉淀，但實驗是在1.0 M KOH+海水中進行的。因此，目前需要探索更多的抗沉淀策略并研究其在真實海水中的性能。
近日，四川大學孫旭平、姚永超和山東師范大學唐波等展示了可能減輕沉淀物對陰極的粘附/覆蓋和性能損傷的各種潛在策略，例如引入質子海綿(即DMAN)以改變表面微環境、用外部流體(例如，使用陽極電解后的天然海水，pH較低)和具有依賴于自身泡沫/液體流動的自清潔陰極。值得注意的是，所有的方法都在一定程度上減少了沉淀物對陰極的覆蓋。然而，有些方法并沒有充分解決海水還原面臨的問題。例如，DMAN僅在相對短期的測試中表現出一定的效果。因此，在后續研究中必須考慮如何更好地將這三種和更多的潛在方法結合起來。除了對這三種策略進行初步探索外，研究人員還合成了一種性能優良的無粘結劑海水還原Pt修飾松碳催化劑(Pt/C)，它比商用Pt/C(CPC)更適合于真實海水還原。CPC不僅需要額外的高價載體(碳紙或金屬泡沫)，而且它也沒有豐富的規則孔結構來產生流動以排斥沉淀；自制的Pt/C由豐富的低彎曲度通道組成，為H2和Mg(OH)2的轉運提供了有效的途徑。由于該陰極具有一定的自清洗能力，可進行較長的海水還原周期。同時，該系統還實現了自然海水轉化為H2的同時原位合成有價值的納米Mg(OH)2。總的來說，該項工作詳細闡述了真實海水還原中的各種問題和可能的解決方案，有助于為海水分解系統的設計和發展做出貢獻。Electroreduction of alkaline/natural seawater: Self-cleaning Pt/carbon cathode and on-site co-synthesis of H2?and Mg hydroxide nanoflakes. Chem, 2024. DOI: 10.1016/j.chempr.2024.05.018
