利用含有水凝胶复合电催化剂的蒸汽电解器，从非传统水源直接生产绿色氢气

《ACS Energy Letters》：Direct Green Hydrogen Production from Nontraditional Water Sources Using a Water Vapor Electrolyzer with Hydrogel Composite Electrocatalysts

直接利用非传统水源（如盐水）的WVES系统通过集成水汽纯化与复合水凝胶提升效率，实现500 mA/cm2电流密度及60小时以上稳定性，经济分析显示其LCOH较传统PEM降低4.5-6.5美元/kg，CO?排放减少0.29 kg/eq，为分布式制氢提供新方案。

　　

直接利用普遍存在的非传统水源，通过水电解技术，可以增强分散式氢能（H₂）经济的灵活性，尤其是在有剩余可再生能源电力的情况下。然而，由于杂质的存在，副反应和腐蚀会严重限制水电解系统的使用寿命，除非对水进行预处理。在这里，我们展示了一种从非传统水源直接生产氢气（H₂）的策略。该水蒸气电解系统（WVES）的关键改进包括通过水蒸气生成实现原位水净化，以及利用复合水凝胶提高水蒸气的传质效率。该系统实现了高达500 mA cm^–2的电流输出，并且在150 mA cm^–2的电流下能够稳定运行超过60小时。实验表明，使用合成盐水以及天然非传统水源均可以实现持续的氢气生产。经济分析和生命周期评估结果显示，与传统集中式PEM电解器相比，WVES可使氢气的平准化成本（LCOH）降低4.5–6.5美元/千克，同时二氧化碳排放量减少0.29千克二氧化碳当量/千克氢气，这证明了通过WVES直接利用非传统水源进行分散式氢气生产的潜力。