氫能正在成為推動清潔能源的重要支柱。從鋼鐵製造到電力生產，各行各業都在探索氫氣作為減少碳排放的途徑。水電解技術通過電力將水分解為氫和氧，提供了一種可持續的生產方法，尤其是當電力來源於可再生能源時。然而，目前大多數系統仍依賴於淡水，這一資源因氣候變化、人口增長以及來自農業和工業的競爭需求而面臨日益增長的壓力。因此，海水電解技術有望繞過這一限制，但該技術面臨著嚴峻的挑戰，包括氯離子引起的腐蝕和在工業規模運行條件下的性能下降。
最近，來自南韓的研究人員表示，他們在解決這些問題方面取得了重要進展。韓國能源研究所的韓志亨博士及其團隊開發了一種基於碳布的電極，該電極在高電流下可穩定運行超過 800 小時，且能直接使用海水。海水電解中，電極支撐物在效率和壽命方面起著決定性作用。金屬支撐物在氯離子的存在下很快就會腐蝕，碳布作為一種替代材料，因其導電性、耐腐蝕性、靈活性和成本效益而受到青睞。然而，現有的碳布電極在高於 500 mA/cm² 的電流操作下，持續超過 100 小時的能力仍然存在困難，這是工業使用的基本門檻。
韓博士的團隊通過優化的酸處理過程克服了這些限制。他們將碳布浸泡在 100°C 的濃硝酸中進行一小時的處理。為了防止酸濃度因蒸發而波動，他們設計了一個密封的處理容器，以確保穩定的處理條件。經過處理的碳布變得高度親水，這使得鈷、鉬和鉑的離子能夠均勻擴散。即使僅用 1% 的鉑重量，該電極與傳統的鈷-鉬催化劑相比，過電位降低了約 25%。這意味著在相同的電流密度下，氫氣產生反應的效率提高了約 1.3 倍。電極在 500 mA/cm² 的連續運行超過 800 小時後仍能保持其初始性能，測試顯示未有鈷或鉑溶出到電解液中，這突顯了該材料的耐腐蝕性和結構穩定性。
團隊還製作了一個 25 cm² 的電極版本，這表明其在工業模塊中的可擴展性。韓博士表示：「這項技術是全球首個在海水電解中使用基於碳布的電極，在工業級高電流條件下成功實現長達一個月的長期運行案例。」他補充說，「我們計劃進一步推進這項技術，通過超過 1,000 小時的耐久性測試和對大面積電池模塊及堆疊的擴展研究，將其推向示範階段。」降低過電位的能力意味著氫氣生產的能源成本降低，這與在真實海水條件下證明的長期穩定性相結合，可能加速海水電解的工業採用。該項目由南韓科學技術部的國家科學技術研究委員會資助。
