在淡水稀缺和可再生电力充足的情况下，海水电解是一种生产清洁氢燃料的有吸引力的方法。然而，海水中的氯离子(Cl^-)会加速电极的腐蚀，并参与不良的析氯反应(CER)。由于所需的析氧反应（OER），在阳极自然产生的酸性条件下，该问题尤为严重。

有鉴于此，哥伦比亚大学Daniel V. Esposito等人，证明了模型铂阳极上的超薄氧化硅（SiOx）覆盖层可通过阻止Cl^-向催化性的迁移，在存在0.6 M Cl^–的酸性和非缓冲pH中性电解液中，有效抑制CER。

本文要点

1）研究了超薄半透性氧化硅（SiOx）覆盖层，作为可替代的电催化剂涂层，用于选择性抑制酸性和非缓冲pH中性溶液中的氯离子迁移。在SiOx膜层中Cl^-的渗透性比用于反渗透脱盐的常规盐选择性膜中的Cl^-的渗透性低3个数量级。

2）先前已经证明，纳米级SiOx膜具有高选择性的“纳米膜”的功能，包括用于SiOx改性的气体扩散膜以及在将其涂覆到电极上的电催化应用中。在中等过电位下的计时安培电流法测试中，该覆盖层在12小时内也表现出强大的稳定性。

3）此外，氧化硅在酸性和pH中性条件下在很宽的电位范围内具有热力学稳定性，通常被认为是一种催化惰性材料，不会促进其与含氯化物的本体电解质接触的外界面上的反应。

总之，SiOx覆盖层在实现选择性和稳定的海水电解而不需要调整电解质的pH值方面迈出了有希望的一步。

参考文献：

Amar A. Bhardwaj et al. Ultrathin Silicon Oxide Overlayers Enable Selective Oxygen Evolution from Acidic and Unbuffered pH-Neutral Seawater. ACS Catal., 2021.

DOI: 10.1021/acscatal.0c04343

https://doi.org/10.1021/acscatal.0c04343