大连理工大学全燮团队Nat. Commun.：调控活性氢供给及中间体结合以实现安培级电流密度下过氧化氢电合成

背景：过氧化氢（H₂O₂）是一种重要的绿色氧化剂，传统蒽醌法生产能耗高且产生污染。电催化双电子氧还原反应（2e ORR）是可持续生产H₂O₂的替代途径，但现有催化剂在中性/酸性条件下及高电流密度下的效率较低。研究目的：大连理工大学全燮团队旨在开发一种高效、pH通用的电催化剂，以实现在安培级电流密度下高效合成H₂O₂。结论：该研究通过磺酸（SO₃H）功能化碳纳米管（SCNT）调控界面微环境，促进了中性/碱性条件下的水解离生成活性氢（*H），并在酸性条件下创造了局部碱性环境，同时优化了关键中间体（*OOH和*HOOH）的结合与脱附。所得催化剂在pH 0.7–13和1.0–1.5 A cm⁻²条件下实现了81.7–97.2%的高法拉第效率，H₂O₂生产成本仅为工业法的28.5%，并通过污染物降解和灭菌验证了其应用潜力。