（上圖）劉斌教授（左）在實驗室向同事展示用於穩定水電解的創新陰極技術

香港城市大學、北京化工大學合作，研發出一種全新陰極，具備更強的電力波動抗性，有望令水／海水電解更具可持續性與成本效益。研究成果已刊於《自然》，題為：10,000-h-stable intermittent alkaline seawater electrolysis。

論文：

• https://www.nature.com/articles/s41586-025-08610-1

研究背景

現實中的海水鹼性電解，常因波動而產生間歇性電解現象，造成氧化與效能衰退問題，例如反向電流、自我氧化、自我放電及氧氣穿透等。

研究成果

城大材料科學與工程學系劉彬教授，與北京化工大學合作，在電極表面添加特殊保護層：團隊在 NiCoP-Cr₂O₃ 陰極表面原位形成磷酸鹽鈍化層，有效保護了金屬活性位點免受頻繁放電過程中的氧化問題，並在關機條件下排斥鹵化物離子在陰極上的吸附。這一具自我修復功能的陰極，有助減緩間歇性電解現象下的電極劣化問題。

測試證實，新系統在太陽能或風能等電力供應波動達 0.5 A/cm² 的情況下，仍能穩定運行長達 10000 小時，此時間較過往大多數的方法更為持久。

電催化系統中（包括氧還原反應、二氧化碳還原反應、氮還原反應），陰離子交換膜與鹼性電解器接入波動的可再生能源時，電極劣化問題就會出現，而這一技術有助減緩此問題。

研究團隊

論文共同通訊作者包括城大劉彬教授、北京化工大學 Daojin Zhou、Xiaoming Sun。城大化學系、香港清潔能源研究院、超金剛石及先進薄膜研究中心，及國家電投集團氫能科技發展有限公司，亦參與了本研究。

來源：香港城市大學

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