直接电解已成为一条可持续制氢的有前景路径。镍铁层状双氢氧化物（NiFe-LDH）因其高本征活性，在作为非贵金属析氧反应（OER）催化剂方面展现出巨大潜力。

然而，缓慢的反应动力学、海水中复杂的离子环境以及降低效率的副反应等诸多挑战阻碍了其实际应用。

2025年10月29日，华中科技大学王得丽在国际知名期刊Advance Energy Materials发表题为《Advancing Seawater Electrolysis: NiFe-LDH-Based Electrocatalysts for the Oxygen Evolution Reaction》的综述论文，Yi Liu为论文第一作者，王得丽为论文通讯作者。

在本文中，作者系统探讨了NiFe-LDH基催化剂在海水OER中的基本机理与关键挑战，通过对现有局限性和既定评价标准的批判性分析，重点阐述了提升催化活性、耐氯离子腐蚀性和结构稳定性的核心策略。

此外，作者还概述了推动NiFe-LDH基催化剂走向工业化应用的设计原则，并前瞻性地提出可控催化剂合成、电解槽传质优化与复杂电解质适配等发展方向，为实现经济高效、高性能的海水电解制氢提供了可行路径。

本综述不仅为NiFe-LDH基电催化剂提供了基础设计见解，更建立了连接实验室研究与实际工程应用的关键桥梁。

图1:a) 海水电解用NiFe-LDH相关关键词网络图。b) 协同复合催化剂领域的年度发文量统计。c) 海水OER用NiFe-LDH基催化剂的技术发展历程。

图2 OER反应机理研究。a) OER反应路径示意图。b) Ni_1-xFe_xOOH的原位X射线吸收光谱。c) 不同Fe浓度KOH溶液中Ni_1-xFe_x(OH)₂/Ni_1-xFe_xOOH的循环伏安曲线。d) 系列镍基及镍铁层状双氢氧化物催化OER的镍/铁位点转换频率。e) OER机理研究的探针方法示意图。f) 大尺寸泡沫镍在添加痕量铁（虚线，终浓度1 ppm）前后于0.1 M KOH中的循环伏安曲线。g) 理论计算揭示NiFe LDH去质子化全过程。

图3 海水电解的挑战与对策。a) 海水环境中的核心挑战：竞争性阳极反应、阴离子诱导腐蚀、阳离子沉淀及微生物污染。b) 针对性解决方案：提升OER活性/选择性抑制ClER、通过电荷排斥/物理阻隔构建Cl^-排斥层、创建局部微环境缓解沉淀与腐蚀。c) 从实验室研究到工业实施的多尺度过渡路径。

图4 海水电解热力学分析。a) 海水中氯与氧反应的电流-电压关系b) 人工海水模型的电位-pH图。c) 实现100%选择性水分解的OER电解槽催化剂最大允许过电位。

图5 卤素离子腐蚀机制。a) 海水电解相关氧化还原反应的标准还原电位。b) Cl^-与Br^-腐蚀镍箔的示意图。c-e) NiFe-E电极在1 M NaOH+0.5 M NaCl、1 M NaOH+0.5 M NaBr及1 M NaOH+海水中分别运行20/20/30小时后的SEM图像。f) 镍基底在ClE和BrE中扩散过程的活化能。g) 两种电解液中镍箔在不同电位下的等效电阻及对应电位。h) BrE处理448秒后SVET电流密度随时间变化趋势。

综上，作者通过多维度解析海水电解中的基础OER机理，建立了先进NiFe-LDH催化剂理性设计的基本原则。

系统总结了氯离子竞争氧化、氯诱导腐蚀、阳离子沉积及微生物干扰四大核心挑战，深入探讨了提升NiFe-LDH催化活性、耐氯性与运行稳定性的改性策略体系，最终规划了推动其迈向工业化应用的设计原则。

尽管在高性能NiFe-LDH基催化剂的认知与开发方面已取得显著进展，但关键问题的突破仍面临严峻挑战。

为推动稳健的NiFe-LDH系统实现大规模工业应用，同时解决其在成本竞争力与严苛工况耐久性方面需持续挑战。

Advancing Seawater Electrolysis: NiFe-LDH-Based Electrocatalysts for the Oxygen Evolution Reaction. Adv. Energy Mater., 2025. https://doi.org/10.1002/aenm.202504101.