电催化水分解是在可持续能源经济中形成用于能源运输和储存的绿色燃料的关键过程。除了电，它还需要水，这是一个直到最近还很少被考虑的方面。由于淡水是一种有限的资源（<地球水的 1%），最近发表了大量关于直接海水（约占地球水的 96.5% 左右）在没有或不添加添加剂(缓冲液或碱液)的情况下分解的情况。另外，海水可以分两步分解，首先通过反渗透进行净化，然后在传统的水电解槽中分解。

有鉴于此，德国柏林工业大学Prashanth W. Menezes和Matthias Driess等人，定量分析讨论了直接分解未净化海水的挑战。此外，比较了海水净化与常规水分解的能源需求和成本。

本文要点

1）研究发现直接海水分解与常规水分解相比有很大的缺点，几乎没有任何优势。简而言之，它的前景不如两步方案，因为与纯水电解相比，水净化的资本和运营成本微不足道。

2）最具成本效益的水纯度将取决于电解槽类型，也可能取决于所需的氢气纯度。到目前为止，碱性电解槽似乎比离子交换膜电解槽能耐受更高的杂质。为了找到最佳的水纯度，必须研究纯化水中低浓度物种的长期影响。

3）到目前为止，讨论了从海水（溶解盐约35000 ppm）中形成淡水（溶解盐<500 ppm）的问题。然而，传统电解槽，尤其是质子交换膜电解槽，通常是用更纯净的水(< 10ppm溶解盐)。为了进一步净化从海水中获得的淡水，同样可以使用海水反渗透。在这方面，已经在实验室规模上证明，二次通过海水反渗透(二次反渗透)可以将盐含量降低到5ppm以下。处理后的海水的成本为0.80美元/立方米，低于这项工作中用于从海水中生产淡水的估计值。利用反渗透技术和电子去离子化技术，以淡水为原料，生产含盐量小于0.5 ppm的超高纯水，成本仅为0.53 美元/m³。

参考文献：

Matthias Driess et al. Is Direct Seawater Splitting Economically Meaningful? Energy Environ. Sci., 2021.

DOI: 10.1039/D0EE03659E

https://doi.org/10.1039/D0EE03659E