Ti₂O₃原位重构催化剂

2e⁻路径产H₂O₂

通过在工况下原位重构，该催化剂将氧还原反应从4电子路径完全切换为2电子路径，实现过氧化氢的高效直接电合成，打破了传统催化剂对本征反应路径的限制。

姚永超 · Huiqing, Wang · Dong, Kai · Li, Haobo · 良杰 · Ruizhi, Li · Sun, Shengjun · Zhengwei, Cai · Xun, He · Dongdong, Zheng · 罗永岚 · Alfaifi, Sulaiman Yahya M. · 马东伟 · Hu, Wenchuang Walter · 孙旭平

Journal of Materials Chemistry A 2023

参数信息

法拉第效率

90 %

技术优势

路径完全转向

原位重构使氧还原反应从4电子路径完全转变为2电子路径，直接生成过氧化氢，避免竞争性副反应。

效率超过九成

催化剂在合成过氧化氢时表现出超过90%的法拉第效率，电流大部分用于目标产物。

机理被观测证实

结合密度泛函计算，通过原位电化学拉曼和红外光谱交叉验证了催化剂相变和反应路径转变。

应用场景

• 过氧化氢电合成：用于直接电合成过氧化氢，替代高能耗的蒽醌法。
• 2电子氧还原催化剂：提供2电子氧还原路径催化剂，提高反应选择性。
• 化学工业：适用于化学品生产中的绿色电合成环节。
• 电化学储能：过氧化氢可作为液态能源载体或用于相关储能体系。