海南大学卢兴、张建团队IM：曲率与微环境协同调控的碳基电催化剂在海水中高效氧还原制备过氧化氢及海洋养殖应用

本文针对海水中两电子氧还原制备过氧化氢过程中动力学缓慢、氯离子腐蚀和稳定性差等关键问题，设计了一种富五边形缺陷、具有互联球型多孔结构的碳基电催化剂。研究发现，五元环缺陷可诱导几何曲率和电荷重排，加快氧还原反应动力学，而相互连接的纳米球形通道有利于传质，形成局域碱性微环境并排斥氯离子，提高稳定性。通过曲率效应与局域碱性微环境的协同作用，该催化剂在模拟和真实海水中均表现出优异性能：过氧化氢产率达67.1摩尔每克每小时，法拉第效率接近90%，稳定运行超300小时。该电催化体系可与海水养殖、污染物降解、杀菌消毒、过碳酸钠固碳等场景原位耦合，实现过氧化氢的原位利用与海洋环境绿色修复，为海洋化工与水产养殖提供了新的可持续发展范式。