最近開發(fā)的用于電合成過氧化氫(H2O2)的多孔固體電解質(zhì)(PSE)反應(yīng)器引起了全球的極大興趣。然而，將PSE反應(yīng)堆的規(guī)模擴大到實際應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)，特別是由于在擴大的反應(yīng)堆中性能下降。
在這里，清華大學(xué)Yujue Wang系統(tǒng)地研究了諸如材料選擇、裝配參數(shù)、流場模式和操作條件等因素如何影響PSE反應(yīng)器中的H2O2電合成。
文章要點
1）研究表明，反應(yīng)器放大過程中的性能下降主要是由PSE層中的不均勻流場引起的。
2）基于這些認識，研究人員優(yōu)化了反應(yīng)器設(shè)計，并開發(fā)了12單元模塊化電極堆PSE反應(yīng)器，總電極面積為1200 cm2。放大的反應(yīng)器保持有效的H2O2電合成，而沒有顯著的性能下降。它穩(wěn)定運行超過400小時，每天可生產(chǎn)高達2.5千克純H2O2(約83千克3% H2O2溶液)，能源成本(0.2-0.8美元/千克H2O2)遠低于H2O2庫存的市場價格。
這項工作代表了實用H2O2電合成PSE反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展中的一個重要進步。
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://doi.org/10.1038/s41467-025-58385-2
