在全球 “双碳” 目标与可持续发展理念的推动下，化学工业正经历从 “高污染、高能耗” 向 “绿色化、低碳化” 的深刻转型。其中，双氧水（H₂O₂）作为一种高效、清洁的氧化剂，在化工合成、污水处理、纸浆漂白、医疗消毒等领域不可或缺。然而，传统蒽醌法生产双氧水的工艺长期依赖有机溶剂与重金属催化剂，不仅流程复杂、能耗高昂，还伴随大量 “三废” 排放，与绿色发展的时代需求相悖。在此背景下，电合成双氧水技术凭借其独特的环保属性与创新潜力，正逐步开启绿色氧化的全新时代。

一、绿色基因：从源头重构双氧水生产模式

    电合成双氧水技术的 “绿色” 核心，源于其对传统生产逻辑的颠覆。传统蒽醌法以烷基蒽醌为载体，通过氢气还原、氧气氧化、萃取提纯等多步反应生成双氧水，整个过程需消耗大量有机溶剂（如重芳烃、磷酸三辛酯）和能源，且蒽醌降解产物与废溶剂的处理一直是行业难题。而电合成技术仅以水、氧气和电能为核心原料，通过电化学装置中阴极的双电子氧还原反应（2e⁻-ORR）直接生成 H₂O₂，反应式可简化为：O₂ + 2H⁺ + 2e⁻ → H₂O₂。

     这一过程的绿色优势体现在三个层面：

    原料清洁化：氧气可直接取自空气，水是地球上最丰富的资源，无需依赖复杂化工原料；

    过程零排放：反应在常温常压下进行，无废气、废水、废渣生成，避免了传统工艺的污染环节；

     能源低碳化：若与光伏、风电等可再生能源耦合，可实现 “绿电→绿氢→绿双氧水” 的全链条低碳生产，从根本上降低化工行业的碳足迹。

     正如联合国环境规划署在《绿色化学技术报告》中指出：“电合成技术通过电子转移替代传统化学氧化还原试剂，正在重新定义清洁生产的标准。”

二、技术突破：从实验室到产业化的关键跨越

    电合成双氧水技术的发展并非一蹴而就，其从理论构想走向实际应用，离不开三大核心技术的突破：

1. 催化剂：提升反应效率的 “心脏”

     催化剂是电合成反应的核心，其性能直接决定双氧水的生成速率、选择性和稳定性。早期研究中，贵金属（如铂、钯）虽活性较高，但易导致氧气发生四电子还原生成水（选择性不足 30%），且成本高昂。近年来，碳基催化剂的创新彻底改变了这一局面：

     氮、硫、磷等杂原子掺杂的碳材料（如 N-CNTs）通过调控电子结构，使双氧水选择性提升至 90% 以上；

     单原子催化剂（如 Fe-N-C）凭借原子级分散的活性位点，在电流密度 100 mA/cm² 下仍能稳定运行数千小时，解决了传统催化剂寿命短的问题；

     金属有机框架（MOFs）衍生碳材料则通过可控的孔结构设计，强化了氧气传质效率，进一步提升了反应速率。

2. 反应器：实现规模化生产的 “骨架”

    实验室中的 H 型电解池难以满足工业化需求，新型反应器的设计是技术落地的关键。目前，流动电解池和膜电极组件（MEA） 成为研究热点：

    流动电解池通过泵体驱动电解液高速流过电极表面，强化了气（氧气）- 液（电解液）- 固（电极）三相界面的传质，使双氧水产量较静态体系提升 5-10 倍；

     MEA 结构将催化剂直接涂覆在离子交换膜两侧，减少了离子传输阻力，在低电压下即可实现高电流密度（如 200 mA/cm²），单位能耗降至传统工艺的 60% 以下。

3. 系统集成：拓展应用场景的 “神经网”

    电合成系统的模块化设计使其具备极强的场景适配性：

    小型化装置可集成光伏板与储能模块，在偏远地区实现双氧水的现场制备，解决传统运输中双氧水易分解的难题；

    大型工业化系统可与工业废水处理厂联动，“即产即用” 的双氧水直接参与氧化反应，省去存储和运输成本；

    海水电合成技术则利用海水作为电解液，在淡化海水的同时生产双氧水，实现资源的协同利用。

三、时代价值：重塑行业格局的绿色引擎

    电合成双氧水技术的成熟，正在多个领域引发连锁反应，推动绿色氧化时代的加速到来：

     在环境保护领域，该技术为污水深度处理提供了新思路。传统污水处理中，双氧水需从工厂运输至处理现场，不仅成本高，还存在泄漏风险。而电合成装置可直接安装在污水处理厂，根据水质实时调节双氧水浓度，与紫外光、铁离子等联用产生羟基自由基（・OH），对农药残留、抗生素等难降解污染物的去除率达 99% 以上，且运行成本降低 40%。

      在精细化工领域，电合成双氧水的 “温和氧化” 特性备受青睐。例如，在环氧丙烷生产中，传统工艺以氯气为氧化剂，会产生大量氯化钙废渣；而以电合成双氧水为氧化剂的工艺，仅生成水和环氧丙烷，原子利用率接近 100%，目前已在欧洲实现万吨级工业化应用。

     在农业与公共卫生领域，便携式电合成装置的应用场景不断拓展。非洲部分地区通过太阳能驱动的小型设备，现场制备低浓度双氧水用于饮用水消毒和农作物病害防治，有效降低了霍乱等疾病的发病率；在突发公共卫生事件中，该技术可快速提供消毒剂，解决应急物资短缺问题。

四、未来展望：挑战与机遇并存

     尽管电合成双氧水技术已展现出巨大潜力，但其大规模应用仍面临挑战：催化剂的规模化制备成本仍需降低，高浓度双氧水（如 50% 以上）的电合成技术尚未成熟，长期运行中电极的稳定性有待进一步提升。

     不过，随着材料科学、电化学工程与可再生能源技术的深度融合，这些问题正逐步得到解决。有机构预测，到 2030 年，电合成双氧水有望占据全球双氧水市场的 30% 以上，为化工行业减少碳排放超 1 亿吨。

     从蒽醌法的 “棕色时代” 到电合成的 “绿色时代”，双氧水生产技术的迭代不仅是工艺的革新，更是人类对 “与自然和谐共生” 发展理念的实践。电合成双氧水技术的崛起，正以 “氧化” 之名，为全球绿色转型注入源源不断的动力。

产品展示

      SSC-PECRS电催化连续流反应系统主要用于电催化反应和光电催化剂的性能评价，可以实现连续流和循环连续流实验，配置反应液体控温系统，实现主要用于光电催化CO2还原反应全自动在线检测系统分析，光电催化、N2催化还原，电催化分析、燃料电池、电解水等。

      SSC-PECRS电催化连续流反应系统将气路液路系统、光电催化反应池、在线检测设备等进行智能化、微型化、模块化设计并集成为一套装置，通过两路气路和两路液路的不同组合实现电催化分析，并采用在线检测体系对反应产物进行定性定量分析。可以适配市面上多数相关的电解池，也可以根据实验需求定制修改各种电催化池。