通过电解水制取绿氢能实现零碳排放，是推动“碳达峰、碳中和”进程的重要策略之一。电解水技术高度依赖稀缺的纯水资源，限制了其进一步的发展。海水作为世界上储量最丰富的水资源，将其作为电解制氢的原料替代纯水，能够拓宽电解水的水质要求，从而解决电解水的水源问题。然而，海水体系中大量的氯离子会对阳极造成严重腐蚀，降低阳极及电解槽的使用寿命。以往的研究表明，通过电极表面吸附氧阴离子（硫酸根、磷酸根、硝酸根等）来排斥氯离子，可提高阳极寿命（约1000小时），但仍无法满足工业化需求。

近60年来，大气CO2浓度陡然上升，过量排放的CO2引发了海水酸化、冰川融化、海平面上升等一系列环境问题，严格控制碳排放量已成为国内外政府与各级环境组织关注的焦点。与此同时，CO2又是一种廉价、无毒且可再生的C1资源，将其转化为高附加值的碳基化学品，如烃、醇、酰胺、碳酸酯和羧酸等，减少对化石资源的过度依赖，是解决上述环境问题、实现可持续发展的有效手段。与CO、HCOOH、CH3OH、CH4等C1产物相比，C2+产品具有更高的能量密度和经济价值，是CO2高值转化领域追求的目标。然而，CO2基C2+产品的制备更具挑战，对催化剂也提出了更高要求。因此，高效催化剂的设计与可控制备是当前面临的主要问题。

液态有机储氢技术具有高储氢密度、高安全性、可跨洋运输和长周期储存等优点，是当前研究的热点，也是最具发展潜力的氢气储运技术之一。为了提高能源效率、提升催化剂寿命、降低催化剂成本和系统复杂性，科学家开发了多种液态有机氢载体，研制了多样化的热、光、电催化的均相和非均相催化剂，并构建了储/放氢为一体的反应体系。

光电解水技术作为一种清洁能源转换方式，对于应对全球能源短缺和环境恶化具有重要意义。目前，开发具有优异能带特性的新型半导体复合材料，精确调控材料的微观结构和表面特性，优化光电极的能带结构，提升光电极的吸光效率，改善电荷在光电极内部的迁移效率以及在光电极/电解质界面的传输和分离效率，增强催化反应的动力学性能，同时降低材料成本、简化器件结构，是推动光电解水（PEC）技术进一步发展和应用的关键。

海水电解制氢被认为是高效、绿色、可持续的新技术，有助于应对人类社会面临的能源危机以及环境问题。为了提高制氢效率，人们在催化剂/电极的活性提升上进行了大量的研究，开发了许多高活性的电极。但由于海水中复杂离子的影响，这些电极往往表现出较低的稳定性，尤其是阳极。海水中高浓度的卤素离子和电解过程中原位生成的卤化物种会对催化剂和基底造成严重腐蚀，从而大大降低阳极的稳定性，阻碍了阳极在实际工况下的进一步应用。因此，了解阳极的失效机制并提出提高其稳定性的策略至关重要。