缺陷调控！地大龚明星/阿尔伯塔大学王晓磊AFM | 缺陷调控的高效电合成H2O2

本研究通过缺陷工程策略优化商业Vulcan碳材料，用于高效电化学合成过氧化氢（H2O2）。研究发现，具有适中缺陷浓度的碳材料（D10-Vulcan）在工业相关条件下表现出优异的性能，H2O2选择性超过95%，并在400 mA cm-2的电流密度下稳定运行200小时。密度泛函理论（DFT）计算揭示了缺陷介导的选择性机制，边缘缺陷和孔洞作为4e- ORR的活性位点，而邻近碳原子则充当2e-活性位点。研究提出的“活性位点饱和”理论解释了高过电位和低氧分压条件下的性能变化，为大规模制备H2O2提供了可行的电催化剂设计指导。