天然海水电解面临着海水环境复杂的重大挑战，尤其是会在阴极上形成不溶性沉积物堵塞活性位点。
2025年4月7日，四川大学赵海波教授在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表了题为《Intelligent Responsive Armored Aerogel for Efficient Natural Seawater Electrolysis at High Current Density》的研究论文，陈毫为论文第一作者，赵海波为论文通讯作者。
赵海波，教授，2014年毕业于四川大学化学学院，师从王玉忠院士，获高分子化学与物理专业理学博士学位；2014年至2017年，就职于中国工程物理研究院激光聚变研究中心，2016年晋升为副研究员；2017年7月，以特聘副研究员的方式，回到四川大学进行研究工作，2020年破格晋升教授。
赵海波教授的主要研究方向为阻燃高分子材料、功能高分子泡沫材料以及功能高分子织物材料，以第一/通讯作者发表SCI论文60余篇；所发表论文他引3800余次，H-index为40。
该智能装甲促进水分解并自捕获质子以构建酸性微环境，形成一个带正电的层，屏蔽海水中的Mg和Ca阳离子。酞菁中心不饱和路易斯酸位点与OH–结合，减缓了pH值的上升并避免了沉淀的形成。
此外，该装甲显著降低了Ru气凝胶的HER能垒，增强了其固有的催化活性。因此，气凝胶展现出2.35 V的总体水分解电压，并在工业电流密度下保持超过250 h的稳定性。
本研究展示的智能响应装甲为推进直接天然海水电解的效率和耐久性提供了一种有前景的策略。
图3：在全pH值范围的淡水、海水和天然海水中的电催化性能
综上，作者开发了一种智能响应型装甲化钌气凝胶（F-CuPc@RA）电催化剂，用于高效电解天然海水制氢。
该催化剂通过智能装甲在电解过程中动态响应，形成酸性微环境，有效抵御海水中Mg和Ca阳离子的沉积，同时优化了催化剂的电子结构，显著降低了析氢反应（HER）的能量障碍。
不仅解决了海水电解中金属沉积导致催化剂失活的关键问题，还通过智能装甲的设计实现了对催化剂的动态保护和性能优化，为高效、稳定的海水电解制氢提供了新的策略。
这种智能装甲化的气凝胶电催化剂为工业规模的海水电解制氢提供了高效、稳定的解决方案，有助于推动可持续能源生产和资源利用的发展，具有广阔的应用前景。
Intelligent Responsive Armored Aerogel for Efficient Natural Seawater Electrolysis at High Current Density, Adv. Funct. Mater. (2025), https://doi.org/10.1002/adfm.202505802
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