直接海水電気分解における界面複雑性の克服：スケーラブルで持続可能なグリーン水素を目指して

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a comprehensive taxonomy of interfacial failure mechanisms and design strategies for DSE.

🏢実務担当者:Offers cross-scale design principles and system integration paradigms for DSE reactor engineering.

🏛政策担当者:Highlights the need for standardized testing protocols to de-risk hydrogen scale-up.

直接海水電解（DSE）は、分散型かつスケーラブルなグリーン水素製造への変革的な経路を提示し、従来の脱塩併設システムに伴う高いエネルギー需要と環境負荷を回避する。しかし、その産業化は、主に天然海水の複雑な多イオンおよび微生物マトリックスによって引き起こされる界面不安定性によって根本的に制約されている。本稿では、DSEにおける劣化メカニズムの包括的レビューを提供し、陽極での塩素競争と腐食、局所的なアルカリ化による陰極での鉱物スケーリング、および微生物影響腐食の相互作用を批判的に検討する。実験室プロトタイプと産業需要の間の重大なギャップを埋めるため、我々はクロススケール設計フレームワークを提案する。ミクロスケールおよびメソスケールでは、活性サイトでの吸着競争、動的イオン遮蔽、および抗付着工学などの最先端の界面変調戦略を詳述し、局所的な電気化学的微小環境の再構築を目指す。マクロスケールでは、バイポーラ膜構成、非対称供給、および正浸透併設電解槽などの高度なシステム統合パラダイムを体系的に評価し、複雑な物質輸送を触媒サイトから分離する。最後に、最近の技術経済分析（TEA）および洋上パイロットプロジェクトを統合し、標準化された実海水試験プロトコルの確立とスケールアップリスクの軽減に向けたロードマップを概説する。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Direct seawater electrolysis (DSE) presents a transformative pathway for decentralized, scalable green hydrogen production, circumventing the high energy demands and environmental burdens associated with conventional desalination‐coupled systems. However, its industrial translation is fundamentally bottlenecked by interfacial instabilities, primarily driven by the complex multi‐ion and microbial matrix of natural seawater. Herein, we provide a comprehensive review of the failure mechanisms in DSE, critically examining the interplay of anodic chlorine competition and corrosion, cathodic mineral scaling induced by local alkalization, and microbially influenced corrosion. To bridge the critical gap between laboratory prototypes and industrial demands, we propose a cross‐scale design framework. At the microscale and mesoscale, we delineate cutting‐edge interfacial modulation strategies, such as adsorption competition at active sites, dynamic ion shielding, and anti‐adhesion engineering, aimed at reconstructing the local electrochemical microenvironment. At the macro‐scale, we systematically evaluate advanced system integration paradigms, such as bipolar membrane configurations, asymmetric feeds, and forward osmosis coupled electrolyzers, which decouple complex mass transport from catalytic sites. Finally, integrating recent techno‐economic analyses (TEA) and offshore pilot projects, we outline the roadmap toward establishing standardized real seawater testing protocols and mitigating scaling up risks.

• semanticscholar https://doi.org/10.1002/aenm.71083first seen 2026-05-24 04:47:42 · last seen 2026-09-22 05:02:27