文章导读
过氧化氢需求持续攀升，但主流蒽醌法工艺复杂、能耗高、难以现产现用，而更绿色的无膜电合成路线又长期受制于一个致命循环：阴极刚生成的过氧化氢迁移至阳极便被二次氧化分解，净产率大打折扣。清华大学深圳国际研究生院张正华团队用一招仿生弱吸附超疏水阳极界面破局，既减少阳极吸附分解，又保障体系长期稳定，相关成果10月1日发表于《化学·催化》。这层界面究竟如何在精度与稳定之间突破产率瓶颈，又能否真正打通分布式制备的工业化之路？
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过氧化氢是重要的绿色氧化剂，在半导体、化工、水处理、环境修复等领域应用广泛，市场按需、分布式制备需求持续增长。当前工业主流的蒽醌法工艺复杂、能耗高、依赖集中式生产，存在储运成本高、无法现产现用等短板。
基于2e⁻ ORR的电合成技术是绿色制备过氧化氢的优选路径，其中无膜反应器结构简单、传质高效，应用前景广阔。但该体系长期面临核心瓶颈：阴极生成的过氧化氢易迁移至阳极被二次氧化分解，形成无效循环，大幅降低产物净产率，制约技术规模化落地。
针对该难题，清华大学深圳国际研究生院张正华副教授团队研发了仿生弱吸附阳极界面，有效减少了过氧化氢阳极吸附与分解，同时保障了体系长期电化学稳定性。研究结合实验测试与理论模拟，揭示了界面改性的调控机制，系统验证了该技术的运行稳定性与产业化潜力。该成果为无膜电合成过氧化氢提供了全新的阳极设计思路与工程化方案，有效突破产率瓶颈，助力绿色、分布式、现产现用的过氧化氢制备技术工业化推广。
图1.仿生弱吸附阳极界面的示意图
该研究工作以“弱吸附超疏水阳极实现无膜系统过氧化氢高效电合成”（Weak-adsorption superhydrophobic anode enables high-yield membrane-free hydrogen peroxide electrosynthesis）为题，于10月1日在线发表在国际期刊《化学·催化》（Chem Catalysis）上。
张正华为通讯作者，清华大学深圳国际研究生院2022级博士生纪冰璇为论文第一作者。
本研究工作得到国家自然科学基金项目、深圳市基础研究计划项目、广东省杰出青年基金项目和广东省重点基金等项目的资助。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.checat.2026.101894
供稿：深圳国际研究生院
编辑：李华山
审核：王晓霞
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