Concerning the stability of seawater electrolysis: a corrosion mechanism study of halide on Ni-based anode

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作者
Sixie Zhang,Yunan Wang,Shuyu Li,Zhongfeng Wang,Haocheng Chen,Yi Li,Xu Chen,Qihao Yang,Wenwen Xu,Aiying Wang,Zhiyi Lu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:14 (1): 4822-4822 被引量:231
标识
DOI:10.1038/s41467-023-40563-9
摘要

Abstract The corrosive anions (e.g., Cl − ) have been recognized as the origins to cause severe corrosion of anode during seawater electrolysis, while in experiments it is found that natural seawater (~0.41 M Cl − ) is usually more corrosive than simulated seawater (~0.5 M Cl − ). Here we elucidate that besides Cl − , Br − in seawater is even more harmful to Ni-based anodes because of the inferior corrosion resistance and faster corrosion kinetics in bromide than in chloride. Experimental and simulated results reveal that Cl − corrodes locally to form narrow-deep pits while Br − etches extensively to generate shallow-wide pits, which can be attributed to the fast diffusion kinetics of Cl − and the lower reaction energy of Br − in the passivation layer. Additionally, for the Ni-based electrodes with catalysts (e.g., NiFe-LDH) loading on the surface, Br − causes extensive spalling of the catalyst layer, resulting in rapid performance degradation. This work clearly points out that, in addition to anti-Cl − corrosion, designing anti-Br − corrosion anodes is even more crucial for future application of seawater electrolysis.
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