格子ひずみ誘導による界面水の調節が自然海水からの水素生産を促進する

自然海水の電解は、水素生産のために豊富な海洋資源を利用するための効果的なアプローチを提供します。しかし、その産業応用は、電極触媒の非活性化や陰極での沈殿および陽極での塩化物腐食によるブロッキングのために、効率が低く耐久性が限られています。本研究では、沈殿と塩化物腐食を同時に抑制し、自然海水電解における二極水素生産を可能にするひずみ工学戦略を報告します。格子圧縮ひずみを持つCu3–xCoxP触媒を開発し、界面水の挙動を調節し、触媒表面の親水性を高めることで水素発生反応（HER）を促進し、水の解離を加速し、泡の放出を促進します。このプロセスにより、局所pH勾配が崩れ、触媒上での沈殿形成が抑制されます。この触媒は高い安定性を示し、自然海水中で100 mA cm–2で1000時間以上動作します。さらに、この触媒は陽極で正式dehyde酸化反応（FOR）を駆動することができ、価値の高いホルミルを生成するだけでなく、低電圧入力でH2も生成します。電解槽に統合されると、陰極と陽極の両方で水素生産が同時に可能になり、100 mA cm–2で0.55 Vという低セル電圧で300時間以上動作します。