Seawater electrolysis for fuels and chemicals production: fundamentals, achievements, and perspectives

电解 海水 环境科学 制氢 废物管理 化学 工程类 生态学 有机化学 电极 物理化学 电解质 生物
作者
Lin Chen,Chang Yu,Junting Dong,Yingnan Han,Hongling Huang,Wenbin Li,Yafang Zhang,Xinyi Tan,Jieshan Qiu
出处
期刊:Chemical Society Reviews [Royal Society of Chemistry]
卷期号:53 (14): 7455-7488 被引量:38
标识
DOI:10.1039/d3cs00822c
摘要

Seawater electrolysis for the production of fuels and chemicals involved in onshore and offshore plants powered by renewable energies offers a promising avenue and unique advantages for energy and environmental sustainability. Nevertheless, seawater electrolysis presents long-term challenges and issues, such as complex composition, potential side reactions, deposition of and poisoning by microorganisms and metal ions, as well as corrosion, thus hindering the rapid development of seawater electrolysis technology. This review focuses on the production of value-added fuels (hydrogen and beyond) and fine chemicals through seawater electrolysis, as a promising step towards sustainable energy development and carbon neutrality. The principle of seawater electrolysis and related challenges are first introduced, and the redox reaction mechanisms of fuels and chemicals are summarized. Strategies for operating anodes and cathodes including the development and application of chloride- and impurity-resistant electrocatalysts/membranes are reviewed. We comprehensively summarize the production of fuels and chemicals (hydrogen, carbon monoxide, sulfur, ammonia,
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