开发能够兼容海水的电化学制备H₂O₂技术是利用海岸区域资源利用的先进技术。但是如何设计高效且稳定的非贵金属催化剂用于2e^- ORR仍然是个巨大挑战，这是因为海水中存在腐蚀性Cl^-离子。

有鉴于此，合肥工业大学吕珺教授、沈王强、海南大学/华中科技大学张建教授、华中科技大学卢兴教授等首次报道了新型氮/氧原子自掺杂的缺陷丰富纳米碳催化剂，记作NO-DC₇₀₀。

本文要点：

（1）

这种催化剂是从丝素蛋白衍变得到，具有低毒性，而且价格便宜。NO-DC₇₀₀催化剂在电催化制备H₂O₂的性能高达4997 mg L^-1 h^-1，法拉第效率高达96.5 %。在20 h连续工作之后生成4.3 wt %的H₂O₂溶液，这是目前报道最高的中性天然电解液电催化性能。

（2）

理论计算表明NO-DC₇₀₀催化剂的优异2e^- ORR性能来自石墨氮和C-OH之间的协同作用，能够阻碍Cl^-吸附，促进OOH*吸附。和Fenton体系结合，能够快速降解有机污染物，对海水中的藻类灭活，展示了沿海地区的富营养化和赤潮污染的能力。

这项工作展示了海水电催化合成H₂O₂的前景，为开发海洋能源提供机会。

参考文献

Xinyu Wang, Wangqiang Shen, Chang Zhang, Yuzhong Huang, Jian Zhang, Jun Lv, Xing Lu, A Chlorine-Resistant Self-Doped Nanocarbon Catalyst for Boosting Hydrogen Peroxide Synthesis in Seawater, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202419049

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202419049