通过H₂O的两电子还原反应进行电化学合成H₂O₂是一种比蒽醌合成方法更加清洁、具有价格优势的方法，但是电催化合成H₂O₂难以在较高电流密度保持较好的法拉第效率。

有鉴于此，新南威尔士大学戴黎明、中国科学院上海应用物理研究所Guntae Kim等合成一种具有丰富氧缺陷的钙钛矿氧化物Pr_1.0Sr_1.0Fe_0.75Zn_0.25O_4-δ，丰富的氧缺陷能够与反应中间体结合，从而促进选择性和高效进行两电子反应制备H₂O₂。

主要内容

（1）

合成的钙钛矿氧化物Pr_1.0Sr_1.0Fe_0.75Zn_0.25O_4-δ，在比较宽的电化学窗口（过电势0.05~0.45 V vs RHE，电流密度高于50 mA cm^-2）都具有优异的电催化ORR反应法拉第效率。

（2）

研究发现，钙钛矿氧化物能够在较低的过电势（0.39 V）以较高的选择性（80 %）进行两电子的水氧化反应。设计了一种无膜电解槽，使用这种双功能电催化剂，当过电势为2.1 V，电流密度为50 mA cm^-2，法拉第效率达到创纪录的163.0 %。本文首次通过氧还原和水氧化双功能电催化剂和一种无膜新型电解槽，实现大规模制备H₂O₂。

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Changmin Kim, Sung O Park, Sang Kyu Kwak, Zhenhai Xia, Guntae Kim & Liming Dai, Concurrent oxygen reduction and water oxidation at high ionic strength for scalable electrosynthesis of hydrogen peroxide. Nat Commun 14, 5822 (2023)

DOI: 10.1038/s41467-023-41397-1

https://www.nature.com/articles/s41467-023-41397-1