Nature Commun:ZnGa2O4电催化水氧化制备H2O2
纳米技术 纳米 2023-04-05

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电化学水氧化反应能够将H2O氧化成H2O2,相比于ORR反应受到传质和O2溶解性的局限,H2O氧化反应具有显著优势。但是大多数H2O氧化生成H2O2的催化剂通常存在高过电势(>1000 mV)和反应选择性低的缺点。而且当反应的过电势较高时,电化学反应导致H2O2分解导致选择性降低。

有鉴于此,香港中文大学余济美(Jimmy C. Yu)、华中师范大学张礼知(Lizhi Zhang)、中山大学胡卓锋(Zhuofeng Hu)等报道双催化活性位点ZnGa2O4催化剂阳极,显著改善选择性,并且抑制H2O2分解,在电催化H2O氧化制备H2O2得到优异的电催化活性。

本文要点

(1)

当过电势2.3 V,由于反应能够通过直接反应(OH-)或间接反应(HCO3-)两种路径,从而实现高达82 %的法拉第效率

(2)

该反应中过碳酸盐是关键物种,这种过碳酸盐通过在Ga-Ga双原子位点上由碳酸氢盐转化得到,在ZnGa2O4表面过氧化学键非常稳定,因此显著改善电催化反应的法拉第效率。

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参考文献

Lejing Li, Zhuofeng Hu, Yongqiang Kang, Shiyu Cao, Liangpang Xu, Luo Yu, Lizhi Zhang & Jimmy C. Yu, Electrochemical generation of hydrogen peroxide from a zinc gallium oxide anode with dual active sites. Nat Commun 14, 1890 (2023).

DOI: 10.1038/s41467-023-37007-9

https://www.nature.com/articles/s41467-023-37007-9


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