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研究概述

在水电解中，阳极在氧化条件下的降解问题严重影响了其长期稳定性。这一问题在海水电解中表现得尤为突出，海水中的天然氯离子（Cl^–）会引发析氯反应（ClER），生成具有腐蚀性的副产物。

2025年4月1日，阿德莱德大学郑尧、乔世璋在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表了题为《Chloride-Mediated Electron Buffering on Ni-Fe Anodes for Ampere-Level Alkaline Seawater Electrolysis》的研究论文。

在本文中，作者将一系列具有芳香碳环且含有对位羰基的小型有机分子（SOMs）与传统的镍铁（Ni-Fe）基阳极集成，触发了一种独特的电子缓冲效应，以解决天然海水基电解液中的阳极降解问题。

研究发现，Cl^–优先吸附在SOMs上，从而阻止了其与金属活性位点的直接接触。同时，作为电子缓冲基团的SOM-Cl显著降低Fe位点在强氧化环境下的溶解。因此，经过SOM-Cl改性的阳极在海水中的析氧活性比纯水提高了约1.7倍。

此外，这种合理设计的阳极在碱性海水电解槽（ASE）中能够以1.3 A cm^-2的高电流密度稳定运行超过200 h。

图文解读

图1：SOM-Cl性质初步分析

图2：电子缓冲效应分析

图3：阳极表面化学状态分析

文献信息

Chloride-Mediated Electron Buffering on Ni-Fe Anodes for Ampere-Level Alkaline Seawater Electrolysis. Adv. Funct. Mater. (2025),

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