海水直接电解制氢体系阴极碱垢的形成机制及抑制策略

袁骏舒1，周伟1，于洋1，王星星2，黄玉明1，孟晓晓1（1.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院；2.国能粤电台山发电有限公司）

摘要：氢能是未来能源的理想载体，传统的化石燃料重整制氢方式不能从根本上解决碳排放问题，海水直接电解制氢是未来极具发展前景的新型制氢方式。相比于传统基于纯水的电解制氢技术，天然海水在成分上更复杂，电解过程中发生的副反应更多，对电极材料、电解槽结构设计等提出了更高要求。阳极析氯反应（CER）及阴极钙镁离子沉淀反应是海水直接电解技术面临的两大挑战。近年来已有大量文献报道CER的发生机理及抑制方法。相比之下，针对阴极钙镁离子沉积问题的机制及抑制策略讨论较少。在实际电解制氢过程中，阴极表面因钙镁离子沉积导致的电极传质阻力增大、电解效率降低等问题需重点关注。为此，本文从电极表面钙镁离子沉淀的形成机制出发，介绍了直接电解海水制氢的基本原理、面临的挑战，并对近年来针对阴极无机沉淀的抑制策略的研究进行了总结。最后，本文对未来海水直接电解制氢的研究方向进行了展望。

关键词：海水电解；氢能；阴极；阻垢策略