孙靖宇副院长领衔！北京工业大学王艺霏&苏大杨昊/程涛Nature子刊 | 碱金属阳离子调控界面水结构实现酸性条件下 H₂O₂电合成！

背景：过氧化氢（H₂O₂）是一种重要的绿色氧化剂，其传统蒽醌生产工艺能耗高、污染重。通过电催化氧还原反应（ORR）直接合成H₂O₂是一种有前景的替代路线，但在工业相关的酸性条件下，面临选择性低和产物易分解等问题。研究目的：本研究旨在探究碱金属阳离子（AMCs）如何调控电极-电解液界面微环境，以提升酸性条件下H₂O₂的电合成效率。结论：研究发现，碱金属阳离子（Li⁺、Na⁺、K⁺、Cs⁺）能够通过其水合壳层特异性重构界面水分子网络，破坏质子的跳跃传输路径，从而抑制质子向活性位点的过度供给，稳定关键反应中间体，并抑制H₂O₂的进一步还原。其中Cs⁺效果最佳，可将H₂O₂选择性从20%大幅提升至80%，并在高电流密度下实现高产率和长期稳定运行。该工作揭示了阳离子通过调控界面水结构而非传统认知的静电屏蔽来提升性能的新机制，为酸性体系H₂O₂电合成提供了新的电解液设计思路。