电合成H₂O₂具有将O₂直接转化为消毒剂的巨大潜力，尽管开发用于医疗水平生产的有效电催化剂仍是一大挑战。

近日，浙江大学侯阳教授，新南威尔士大学戴黎明教授，中科院福建物构所温珍海研究员报道了具有仿生活性中心的电催化剂的设计和制备，该电催化剂由与氮和硫不对称配位的单原子铁组成，分散在分级多孔碳上(FeSA-NS/C)。

文章要点

1）新开发的FeSA-NS/C催化剂在100mA·cm-2的高电流下对氧还原产生H₂O₂表现出高的催化活性和选择性，H₂O₂选择性高达90%,累积H₂O₂浓度为5.8 wt .%足够用于医疗消毒。

2）结合理论计算和实验表征，验证了设计合理的催化活性中心，其原子Fe位由三配位氮原子和一个硫原子稳定(Fe-N₃S-C)。

3）进一步发现，用硫原子替换经典Fe-N₄-C活性中心中的一个N原子可以在Fe反应中心周围的N原子上诱导不对称的电荷分布，以加速质子溢出，用于OOH*中间体的快速形成，从而加速用于H₂O₂电合成的氧还原的整个反应动力学。

参考文献

Yan Li, et al, Single-atom Iron Catalyst with Biomimetic Active Center to Accelerate Proton Spillover for Medical-level Electrosynthesis of  H2O2 Disinfectant, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202306491

https://doi.org/10.1002/anie.202306491