可再生能源驱动，工业级电流密度下电合成过氧化氢

背景：过氧化氢是重要的基础化学品，传统蒽醌法生产工艺存在流程复杂、能耗高、污染重等问题，难以满足绿色化、分布式制造需求。电化学合成路线具有清洁、温和、易与可再生能源耦合的优势，但中性体系下的研究普遍面临电流密度低、产物浓度低、稳定性不足等瓶颈，距离工业化应用仍有差距。研究目的：本研究旨在通过“拓扑缺陷调控+杂原子协同优化”的设计思路，以天然富勒烯为前驱体，构筑P/O共掺杂的富五边形碳催化剂（PO-PRC），以实现工业级电流密度下高效、高选择性、稳定地电合成过氧化氢，并探索其在实际应用中的可行性。结论：PO-PRC催化剂在中性电解质中实现了近100%的过氧化氢选择性，在0.9 A cm-2工业级电流密度下取得36.89 mol gcat-1 h-1的高生成速率，并可稳定运行100小时。进一步构建的固态电解质电解槽仅以去离子水为介质即可连续制备浓度超过14 wt.%的高纯过氧化氢，并验证了太阳能驱动的可行性。该工作为绿色、分布式过氧化氢制造提供了新的材料设计与系统实现思路。