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最近開發的多孔固體電解質（PSE）反應器用于電合成H₂O₂引起全球領域的廣泛關注。但是，如何將多孔固體電解質反應器進行放大，用于實際應用面臨著挑戰，并且反應器放大后，反應器的性能有可能降低。

有鑒于此，清華大學王玉玨教授等報道系統研究了材料的選擇、組裝參數（assembly parameter）、流場參數（flow field pattern）和操作條件對多孔固體電解質反應器中電化學合成過氧化氫的影響。

本文要點：

（1）

這項研究結果表明，反應器放大過程中性能下降的主要原因是多孔固體電解質層中的流場不均勻。基于這些認識，優化反應器設計，開發了一種由12個單元組成的模塊化電極堆多孔固體電解質反應器，其電極總面積為1200 cm²。

這種放大反應器在電合成H₂O₂過程中保持高效，并且性能沒有顯著的減少。穩定運行時間超過400 h，每天能夠生產2.5 kg純H₂O₂（約83 kg 3% H₂O₂溶液），并且這個方法的能源成本（每千克H₂O₂的成本為0.2~0.8美元（USD/kg H₂O₂））比市售過氧化氫的價格低。

（2）

這項工作展示了開發實際電合成H₂O₂的多孔固體電解質反應器技術方面的一項關鍵進步。

參考文獻

Zhao, E., Zhang, Y., Zhan, J. et al. Optimization and scaling-up of porous solid electrolyte electrochemical reactors for hydrogen peroxide electrosynthesis. Nat Commun 16, 3212 (2025). 

DOI: 10.1038/s41467-025-58385-2

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58385-2