自从提出海水制氢的概念以来,全球一直在不断探索该技术。然而,迄今为止已经过去50多年,然而其效果仍然不尽如人意。
生产氢气的海水电解方法有两种。第一种是将海水先进行淡化,然后进行电解制氢,这是目前各种技术的结合。第二种是直接将电解槽浸泡在海水中进行操作。然而,近50年来,海水直接电解制氢的进展并不足以使其走出实验室,更别说商业化了。目前,这种方法仅在实验室中能够持续100-200小时。由于海水成分复杂,其中含有多种元素和离子化合物,电解过程中会发生竞争性反应,导致效果不佳。
举例来说,当在阴极上发生反应时,氢离子会转化为氢气。与此同时,钙离子和镁离子也会发生反应,并生成氢氧化钙和氢氧化镁等固体物质。一旦这些固体物质累积积聚,就会堵塞催化剂或电极表面,导致其失活,进而使整体效率下降,无法继续进行电解。这是在阴极上可能出现的问题。在阳极上生成氧气时,由于存在氯离子,会同时生成氯气,这是一种竞争性的副反应。当氯气溶解在水中时,会生成次氯酸,造成腐蚀问题。这些问题也会引发一系列的连锁反应。
在海水直接制氢领域,存在着一些典型问题。阴极和阳极上会出现沉积、腐蚀、堵塞和失活等各种问题。这些问题的根本原因是海水成分复杂,可能存在多种竞争性副反应,导致不可预测的结果。目前还没有找到完美的解决方案,因此对于海水直接电解制氢的发展前景仍然不明朗。