电化学双电子水氧化反应（2e-WOR）作为一种可实现过氧化氢(H₂O₂)现场连续生产的新工艺，受到了广泛的关注。然而，与阴极生成H₂O₂相比，由于严重的氧化环境，在阳极2e-WOR建立催化剂更具挑战性。

近日，斯坦福大学郑晓林，卡尔加里大学Samira Siahrostami利用计算筛选和实验结果相结合的方法来确定LaAlO₃是迄今为止报道的用于2e-WOR转化为H₂O₂的最稳定、活性和选择性最高的催化剂。

文章要点

1）研究人员首先调查了约2000多个钙钛矿文库，鉴定了32个pH=8的稳定钙钛矿和10个pH=11的稳定钙钛矿，用于2e-WOR。其中，LaAlO₃在两种pH条件下最稳定，生成能最小。

2）然后，为了检测2e-WOR的活性，采用自持溶液燃烧法合成了LaAlO₃。合成的LaAlO₃具有立方晶体结构，主要晶面为(100)和(110)。

3）接着在2 M KHCO₃(pH =8.3)和4 M K₂CO₃/KHCO₃(1：7，pH=11)两种不同的电解液中，考察了LaAlO₃用于2e-WOR的催化性能，结果表明，在这两种电解液中，LaAlO₃对2e-WOR的催化活性均优于TiO₂、BiVO₄、ZnO和FTO。LaAlO₃具有良好的2e-WOR活性（510 mV过电位下，电流密度即可达到10 mA cm⁻²）、良好的选择性（3.34 V时FE峰值为87%）和稳定性（3 h后FE下降仅为3%）。

参考文献

Baek, J., Jin, Q., Johnson, N.S. et al. Discovery of LaAlO3 as an efficient catalyst for two-electron water electrolysis towards hydrogen peroxide. Nat Commun 13, 7256 (2022).

DOI：10.1038/s41467-022-34884-4

https://doi.org/10.1038/s41467-022-34884-4