海水电解制氢是海洋能源工程中的一项关键技术，但高浓度氯化物对阳极的严重腐蚀是一个亟待解决的问题。

近日，中科院宁波材料所Liang Chen，Zhiyi Lu，上海交通大学Kun Jiang报道了发现硫酸根（SO₄^2-）作为碱性海水电解系统的低成本、易耗品添加剂，能显著提高Ni阳极的运行稳定性。

文章要点

1）以泡沫Ni（NF）为阳极，通过加速实验的稳定性测试、腐蚀电位（E_corr）、腐蚀电流密度（I_corr）和电荷转移电阻（R_ct），观察到电解液中SO₄^2-的存在可以有效地缓解阳极上的氯腐蚀。

2）进一步的理论计算和原位实验结果显示，电解液中添加的SO₄^2-优先吸附在阳极表面，通过静电斥力排斥体相中的Cl^-。

3）添加剂SO₄^2-在电解液中的排斥作用也适用于NiFe-LDH纳米阵列/NF阳极，使其在400 mA cm^-2模拟海水和真实海水中稳定工作500-1000 h，比在不含Na₂SO₄的电解液中稳定工作3-5倍。

参考文献

Tengfei Ma, et al, The Critical Role of Additive Sulfate for Stable Alkaline Seawater Oxidation on Ni-based Electrode, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202110355

https://doi.org/10.1002/anie.202110355