去掉“膜”的海水电解！东华大学杨建平教授在Angew提出低成本制氢新方案

主要观点总结

东华大学杨建平教授团队提出了一种基于固态氧化还原介体TQBQ-COF的无膜直接海水电解体系，该体系实现了氢气与氯气的时空分离制备，无需膜与海水预处理，制氢成本低至约2.5美元/kg。该成果为海水制氢提供了高效、低耗的新方案。

关键观点总结

关键观点1: 新型氧化还原介质TQBQ-COF的合成及其特性

文章介绍了一种新型氧化还原介质TQBQ-COF，其C=O/C=N官能团可实现高可逆质子存储与释放，展现出优异的电化学活性和循环稳定性。该介质在酸性环境中具有出色的耐海水稳定性和离子抗干扰能力。

关键观点2: 理论计算解密氧化还原介质工作机制

通过密度泛函理论（DFT）计算，揭示了TQBQ-COF的质子结合活性中心、电子传输特性以及多质子可逆储存机制，为其在海水电解中的高效质子传导与电化学稳定性提供了理论支撑。

关键观点3: 低制氢成本

通过引入COF-Ru催化剂，实现了在酸性海水中优先进行CER而非OER，降低了电解电压。该体系无需膜和海水淡化处理，能耗更低，结构更简洁，制氢成本降至约2.5美元/kg。

关键观点4: 可再生能源耦合潜力

分步电解体系可与风能、光伏等间歇性电源灵活对接，实现能量自平衡运行。这种制氢方法提升了能效利用率，为沿海地区构建一体化绿色产业链提供了可行方案。