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陆家佳/Panagiotis Tsiakaras合作AEM: 电解海水中抗氯腐蚀催化剂的设计策略

陆家佳/Panagiotis Tsiakaras合作AEM: 电解海水中抗氯腐蚀催化剂的设计策略 邃瞳科学云
2025-02-21
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导读:本文概述了电解海水的基本机制,并探讨了在阴极和阳极上遇到的问题。然后,重点聚焦于阳极上的氯腐蚀,研究抗氯腐蚀策略的最新进展。

第一作者:邓鹏俊

通讯作者:陆家佳、Panagiotis Tsiakaras

通讯单位:黄河科技学院、University of Thessaly

论文DOI:10.1002/aenm.202405749




全文速览
通过电解海水制取绿氢已经成为可持续能源的研究热点。然而,海水固有的复杂性,以及其多样的离子组成(特别是氯离子、钙离子和镁离子)给催化剂的设计带来了重大挑战。设计在电解海水中能抗氯离子腐蚀的高活性电催化剂仍面临巨大挑战。因此,开发抗氯腐蚀的电催化剂具有重要意义。本文概述了电解海水的基本机制,并探讨了在阴极和阳极上遇到的问题。然后,重点聚焦于阳极上的氯腐蚀,研究抗氯腐蚀策略的最新进展。本文从5个方面综述了抗氯腐蚀策略(如图1):阴离子钝化层(例如插层的阴离子、吸附的阴离子、原位氧化的阴离子)、耐腐蚀金属掺杂(例如铬、钼)、物理屏障层(例如氧化铈、氧化锰、氯化银)、原位相变驱动海水淡化(谢和平院士团队提出的,它结合了海水淡化和电化学电解)、解耦海水电解(引入热力学更有利的反应例如肼氧化、尿素氧化等代替析氧反应)。所有这些都旨在提高电解海水的催化稳定性,最后对电解海水制氢的实际应用和面临的挑战进行了展望。
图1 电解海水过程中阳极的抗氯腐蚀策略。



文献信息
Peng-Jun Deng, Ruirui Xue, Jiajia Lu* and Panagiotis Tsiakaras*, Strategiesfor Designing Anti-Chlorine Corrosion Catalysts in Seawater Splitting. Advanced Energy Materials, 2024, 2405749.



作者介绍
陆家佳,黄河科技学院副教授,硕士生导师,广西大学博士,中国科学院青岛生物能源与过程研究所博士后。研究方向为电解(海)水催化剂、质子交换膜燃料电池氧还原催化剂和密度泛函理论计算。近年来,主持国家级科研项目1项、省级科研项目2项、市级科研项目1项和校级科研项目1项,参与国家级科研项目1项。以通讯作者身份在Angewandte Chemie International Edition,Advanced Energy Materials(2篇), Materials Today Energy等期刊上发表SCI论文5篇;以第一或导师第一作者身份在Advanced Materials, Science China Chemistry, Applied Catalysis B: Environmental(2篇)等期刊上发表SCI论文10篇;以合作者身份发表SCI论文17篇;担任Frontiers in Nanotechnology期刊审稿编辑,Small期刊审稿人(具体见ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6510-2695)。累计被引1436次,h-index 17(数据来源于Web of Science)。申请国家发明专利4项(授权3项)。

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