直接中性电解海水以产生氢气是储存可再生能源的一种极具潜力的方法。然而，由于阳极析氯反应和析氧反应（OER）之间的竞争关系，使得直接电解海水的电流密度低和操作稳定性差。因此，探索具有OER过电位低于次氯酸盐形成过电位（～490 mV）的催化剂对于抑制氯化物析出和促进电解海水至关重要。近日，多伦多大学Edward H. Sargent、天津大学Liang Hongyan利用强质子吸附钴基电催化剂实现高活性和稳定的中性电解海水。

本文要点：

1) 作者报道了一种质子吸附促进策略，其以提高OER速率，从而促进和稳定中性电解海水。作者报道的钯掺杂氧化钴（Co_3-xPd_xO₄）催化剂是强质子吸附（SPA）材料。在中性模拟海水中，该催化剂在10mA/cm²下的OER过电势为370 mV，超过Co₃O₄的70 mV过电位。

2) Co_3-xPd_xO₄催化剂在200mA/cm²下具有450小时的稳定催化性能，并在中性海水中的1 A/cm²电流密度下具有20小时的稳定性能。实验研究和理论计算表明，SPA阳离子的加入加速了中性OER过程中的速率控制步骤，而通过对照研究排除了其具有额外OER位点的因素。

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Wang Ning et.al Strong-Proton-Adsorption Co-based Electrocatalysts Achieve Active and Stable Neutral Seawater Splitting Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202210057

https://doi.org/10.1002/adma.202210057