中科院大连化物所：工业级H2O2电合成，采用N/O掺杂的层级多孔碳纳米反应器，具有卓越产率和稳定性

背景：过氧化氢（H₂O₂）的传统蒽醌法制备存在环境问题，双电子氧还原反应（2e– ORR）为可持续电化学制备H₂O₂提供了绿色替代方案。研究目的：开发一种高性能催化剂，以实现工业级电流密度下H₂O₂的高效、稳定电合成。结论：研究通过一步热解法制备了氮/氧双掺杂分级多孔碳纳米反应器（N/O-HPCNs），该催化剂在碱性条件下展现出约90%的H₂O₂选择性和广泛的适用电位。在流动电池中，实现了200 mA cm⁻²的工业级电流密度、92.8%的法拉第效率、17.3 mol g⁻¹ h⁻¹的产率以及超过100小时的稳定性。机理研究表明，氮掺杂调控活性，氧官能团促进选择性，分级孔结构增强传质并缩短H₂O₂停留时间。该工作为可持续H₂O₂生产提供了可扩展的策略。