在利用可再生能源制造氢气和化学燃料的技术中，水电解备受关注。由于电解液中即使残留微量氯离子，也会产生有毒且具腐蚀性的氯气，因此电解过程需要使用极高纯度的水。然而，全球淡水资源短缺，因此亟需开发出一种即使使用含有微量氯离子的低纯度水，也能在尽可能不产生氯气的情况下进行电解的技术。
由日本国立研究开发法人理化学研究所（简称理研）环境资源科学研究中心的中村龙平团队负责人领导的研究团队发现，改变电解液中添加的碱金属离子种类，会显著影响氯气的最大产生速率。研究发现，当含有微量氯离子残留的电解液中存在锂离子（Li +）时，相比含有铯离子（Cs +）的情况，可使氯气产生量减少33%。为了解释这一现象，研究团队提出了一种新模型：在电极周围因溶质浓度梯度而产生的“扩散层”内侧，还存在一个依赖于所添加碱金属离子种类的新扩散层。研究证实，与铯离子相比，锂离子存在时这一新扩散层更厚，从而阻碍氯离子穿透，减少其到达电极的数量。
研究团队提出的电极附近扩散层模型。在依赖于离子种类的原有扩散层内侧，存在一个依赖于共存碱金属离子的新扩散层。
该成果提供了一个新见解，即氯离子的扩散速度会受到水溶液中离子与水分子形成结构的影响。作为将低纯度水用于电解的技术基础，有望为实现“可持续发展目标（SDGs）”做出贡献。（TEXT：中条将典）
原文：JSTnews 2026年3月号
翻译：JST客观日本编辑部
