NiZnOx-C 双功能催化剂

阴阳极双产 H2O2

柯肯达尔效应构筑的界面工程催化剂，通过异质团簇引入氧空位和内置电场，在单一催化剂上同时实现阴/阳极双位点高效电合成 H2O2。

Xin-Hao, Cai · Peng, Lu · 朱平 · Peng-Hui, Liu · Qin, Chu · Jing, Bo · Zhu, Jie · Huang, Cheng · Jung-Hyun, Son · Yan-Lin, Chen · Wen-Long, Wang · Qian-Yuan, Wu

Angewandte Chemie - International Edition 2025

参数信息

H2O2 浓度

33987 mg L-1

H2O2 产率

33.18 mol gcatalyst-1 h-1

总法拉第效率

150.9 %

稳定运行时间

4 h

技术优势

一个催化剂搞定两极

异质团簇 NiOx 诱导氧空位和内置电场，促进水活化并生成氢和羟基自由基，使同一催化剂在阳极和阴极都能快速电合成 H2O2。

产出浓度高

阴极 2e- ORR 合成 H2O2 浓度达 33987 mg L-1，产率 33.18 mol gcatalyst-1 h-1。

扛得住交流电

在连续流反应器中实现稳定的 2e- ORR/WOR 耦合，模拟交流电下可靠运行 4 h，总法拉第效率峰值达 150.9%。

应用场景

• 过氧化氢电合成：替代传统蒽醌法，用可再生电力现场制取高浓度 H2O2，省去运输和储存。
• 水氧化反应：阳极 2e- WOR 产 H2O2，与阴极反应耦合提高总法拉第效率。
• 原位 H2O2 生产：连续流反应器中随用随产，避免高浓度 H2O2 在运输中的分解风险。
• 可再生能源耦合催化：对模拟交流电稳定响应，可直接与风电/光伏等波动性电源联用。