为应对全球淡水资源短缺对绿氢规模化生产的制约,直接电解海水制氢技术因其原料来源无限、可与海上可再生能源高效耦合而成为研究热点。然而,海水中的氯离子及其他复杂组分易引发阳极竞争性析氯反应、催化剂腐蚀与沉淀失活等问题,严重阻碍了该技术的实际应用。针对这一挑战,本综述系统评述了以高效、稳定、低成本著称的镍铁层状双氢氧化物电催化剂的研究进展。文章深入探讨了其催化机理与活性位点本质,全面分析了在真实海水环境中面临的多重挑战,并重点总结了通过元素掺杂、异质结构筑、空位工程等策略提升本征活性,通过电荷排斥、物理阻挡、界面吸附调控等策略增强耐氯腐蚀性,以及通过机械强化、自修复设计、润湿性调控等策略保障长期稳定性的有效途径。最后,文章前瞻性地提出了从材料设计到系统集成的工业化推进路径与未来发展方向,为开发下一代高性能海水电解催化剂与技术提供了关键的理论指导和技术蓝图。


论文第一作者为课题组2023级硕士刘毅
文章链接:https://doi.org/10.1002/aenm.202504101