一、背景与概述

     随着全球对环境保护和可持续发展的日益重视，传统化工生产过程中的高能耗、高污染问题亟待解决。双氧水作为一种重要的化工原料，在化工合成、环境保护、医疗消毒等领域有着广泛的应用。传统的蒽醌法生产双氧水存在着能源消耗大、工艺复杂、有一定的环境污染等缺点。而电合成双氧水技术以其绿色、可持续的特点，逐渐成为研究热点，被视为是目前能源和废料密集型蒽醌工艺的潜在工业替代。

二、电合成双氧水的优势

     1、环境友好：该技术通常以水和氧气为原料，在电催化作用下合成双氧水，反应过程中不产生温室气体排放，也无需使用大量的有机溶剂和复杂的后处理工艺，对环境的污染较小。

     2、原位生产：电合成双氧水可以根据不同下游终端的浓度需求现场原位生产，避免了传统方法中双氧水的长途运输和储存风险，同时也降低了运输成本1。例如，在一些需要使用低浓度双氧水进行消毒的场所，可以通过小型的电合成装置现场制备，使用更加安全和便捷。

     3、反应条件温和：一般在常温常压下即可进行反应，不需要高温高压等苛刻的反应条件，降低了对设备的要求，也减少了能源消耗。

三、关键技术要素

     1、高效催化剂：研发具有高活性、高选择性和稳定性的电催化剂是电合成双氧水技术的关键。目前，研究较多的催化剂包括贵金属及其合金、过渡金属化合物、碳基材料等。例如，通过在碳材料表面引入杂原子进行掺杂改性，可以创造出具有特定电子环境的催化活性位点，显著提高对双氧水生成的电催化性能。

     2、优化电极结构：气体扩散电极（GDE）被广泛认为是最适合电合成双氧水的电极架构平台，特别是具有仿生呼吸设计的 GDE，无需耗能的曝气设施，为推进商业上可行的电解电堆铺平了道路。此外，三维多孔电极等新型电极结构也在不断发展，通过增加电极的比表面积和改善传质性能，提高电合成双氧水的效率。

     3、合适的电解液体系：电解液的组成、pH 值和离子强度等因素会影响反应中间体的稳定性、电极表面的电荷分布以及氧气的溶解度等，从而影响电合成双氧水的选择性和产率。例如，在某些中性盐电解质溶液中，特定的阴离子可以与电极表面的活性位点相互作用，调节反应路径，提高双氧水的选择性和产率。

四、研究进展与突破

      近年来，电合成双氧水技术取得了显著的研究进展。例如，清华大学深圳国际研究生院张正华团队阐明了关键物种的传质行为在决定电极尺度双氧水选择性方面的关键作用，为下一代气体扩散电极的研发指引了方向。广西大学化学化工学院的团队基于独特的模板策略，成功制备了 Sb 单原子高负载量催化剂，实现了 75 小时以上高效稳定合成双氧水，为开发高性能、长寿命工业催化剂提供了新思路。

五、应用前景与挑战

      1、应用前景：除了传统的化工合成和纸浆漂白等工业领域，电合成双氧水技术在农业 / 养殖业绿色环控、消费级便携式空气消毒、分散式污水处理等新兴高端化和个性化场景也具有广阔的应用前景。例如，在农业种植中，可以利用现场合成的双氧水进行病虫害防治和土壤消毒；在家庭中，便携式的电合成双氧水装置可以用于空气消毒和物品表面清洁。

      2、面临挑战：要实现电合成双氧水技术的大规模工业化应用，还面临一些挑战。例如，目前高性能催化剂的成本较高，需要进一步开发廉价、高效的催化剂；电合成过程中的长期运行稳定性有待提高，需要解决催化剂的中毒和失活问题；此外，反应器的设计和放大也需要进一步优化，以提高生产效率和降低成本。

      电合成双氧水技术作为绿色化学的新兴力量，具有诸多优势和广阔的应用前景。随着研究的不断深入和技术的持续创新，有望在未来的化工生产和环境保护等领域发挥重要作用，为实现 “双碳” 目标和可持续发展做出贡献。

产品展示

       SSC-SOFCSOEC80系列高温平板电池夹具，适用于固体氧化物电池测试SOFC和电热催化系统评价SOEC。其采用氧化铝陶瓷作为基本材料，避免了不锈钢夹具在高温下的Cr 挥发，因此可以排除Cr挥发对于阴极性能的影响；采用铂金网作为电流收集材料，不需要设置筋条结构，因此可以认为气体的流动、扩散基本没有“死区”，可以尽可能地释放出电池的性能；夹具的流场也可以根据需要调整为对流或顺流，可以考察流动方式的影响。对于电池的寿命可以更加准确地进行测试和判断，特别是电池供应商，表征产品在理想情况(即排除不合理流场干扰等)下的性能，所以多采用此类夹具。

    产品优势：

l  SOFC 平板型评价夹具可对应 20*20mm，30*30mm，耐温900℃。

l  全陶瓷制可避免金属内不良元素的影响,适合耐久性实验。

l  高温弹簧构造排除了构成材料内热应力的影响。

l  可定制客户要求的尺寸。

l  气体密闭采用了高温弹簧压缩电池的方法，

l  更换及电炉里的装配电流端子，电压端子，热电偶端子，输气和排气口，气体流量Max 2L/min；

l 铂金集流体和铂金电压、电流线。