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喬世璋最新Sci. Adv.：電催化海水裂解的新興材料及技術(shù)！
來(lái)源： 時(shí)間：2023-10-30 09:44:20 瀏覽：2581次

第一作者：Huanyu Jin

通訊作者：?jiǎn)淌黎霸菏?、鄭堯教?/span>

通訊單位：阿德萊德大學(xué)

DOI: 10.1126/sciadv.adi7755


研究背景



可再生能源豐富地區(qū)淡水有限導(dǎo)致了海水電解生產(chǎn)綠色氫的探索，但海水的復(fù)雜成分提出了電極腐蝕和電解槽失效等重大挑戰(zhàn)，這就對(duì)海水直接裂解的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性提出了質(zhì)疑。盡管科研人員做了大量的研究，但仍然缺乏對(duì)海水電解的全面概述和分析，包括電化學(xué)基礎(chǔ)、材料和最新的突破性技術(shù)。基于此，澳大利亞阿德萊德大學(xué)喬世璋教授、鄭堯教授等人系統(tǒng)地研究了電催化海水分裂的最新進(jìn)展，并批判性地評(píng)估了優(yōu)化海水穩(wěn)定產(chǎn)氫裝置的障礙，證明了穩(wěn)定的材料和創(chuàng)新技術(shù)，特別是選擇性催化劑和高性能器件，是高效的海水電解的關(guān)鍵。


文章要點(diǎn)



1、在本文中，作者就開(kāi)發(fā)高效的海水分解技術(shù)提供了以下幾點(diǎn)重要信息：1）開(kāi)發(fā)陽(yáng)極和陰極的強(qiáng)大選擇性電催化劑是可持續(xù)直接海水電解的核心；2）應(yīng)仔細(xì)考慮電解系統(tǒng)中其他組件的可行性，特別是雙極板和水循環(huán)系統(tǒng)的腐蝕；3）催化劑和成本是另一個(gè)必須解決的挑戰(zhàn)；4）直接海水分裂是一種多功能技術(shù)，有潛力解決海水淡化和管理問(wèn)題；5）海水的直接電解和間接電解對(duì)電解系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有不同的要求，也為不同的應(yīng)用產(chǎn)生不同的副產(chǎn)品。

2、本工作總結(jié)并討論了未來(lái)推進(jìn)這一新興領(lǐng)域的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，為材料的設(shè)計(jì)和商業(yè)化提供路線圖，從而實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)的海水電解。


圖文展示



 

圖1.直接和間接海水電解

 

圖2.綠色氫氣生產(chǎn)的用水需求

 

圖3.海水直接電解的工程電催化劑

 

圖4.電解質(zhì)工程

 

圖5.耦合陽(yáng)極上的高級(jí)氧化反應(yīng)

 

圖6. 基于傳統(tǒng)水電解槽的海水電解法

 

圖7.新型海水電解膜裝置

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文字是人類用符號(hào)記錄表達(dá)信息以傳之久遠(yuǎn)的方式和工具?，F(xiàn)代文字大多是記錄語(yǔ)言的工具。人類往往先有口頭的語(yǔ)言后產(chǎn)生書(shū)面文字，很多小語(yǔ)種，有語(yǔ)言但沒(méi)有文字。文字的不同體現(xiàn)了國(guó)家和民族的書(shū)面表達(dá)的方式和思維不同。文字使人類進(jìn)入有歷史記錄的文明社會(huì)。
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