但海水制氫的發展也面臨諸多挑戰。海水中的氯離子被氧化為氯氣以及次氯酸根，對會電解槽產生嚴重腐蝕；不溶物在離子交換膜和催化劑表面的沉積黏附，導致催化劑快速失活；海水中的氫離子以及氫氧根離子濃度不高，會明顯制約電解效率。

 

中國科學院寧波材料技術與工程研究所氫能實驗室針對發展海水電解制氫工業電流密度工況對陰極的高要求，開發了一種實用、成本低廉、可規模化放大的陰極，在工業電流密度下可以長時間、穩定地進行海水電解制氫。研究提出了一種易重復、可放大、易批量生產的浸泡-電沉積法，用于合成尺寸達到10*10 cm2的Cu2S@NiS@Ni/NiMo陰極。復合陰極在堿性模擬海水和堿性海水中，電流密度達到1000 mA cm-2僅需要190mV和250mV的過電位。同時，超疏氣的納米陣列結構加速了氣體產物的脫離，確保大電流工況下活性位點的穩定性。同時，在模擬新能源供電的波動測試中，電極在1500小時的運行中依然可以保持穩定。

 

 

大尺寸、高穩定陰極結構、活性示意圖

 

研究團隊為解決海水電解制氫過程中面向工業規模化放大的高性能陰極合成提供了新的合成方法。通過對其性能和成本的評估，研究結果顯示了該電極具備在工業規模下可持續制氫的巨大潛力。