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通過選擇性雙-電子轉移氧還原或水氧化反應的電合成過氧化氫提供了一種更清潔，更經濟的替代蒽醌工藝，但在高電流密度下實現高法拉第效率（FE）還是一個挑戰。

基于此，澳大利亞新南威爾士大學戴黎明院士和中國科學院上海應用物理研究所Guntae Kim等人報道了富氧空位的缺氧Pr_1.0Sr_1.0Fe_0.75Zn_0.25O_4-δ鈣鈦礦氧化物可很好地結合反應中間體，促進選擇性和高效的雙電子轉移途徑。該氧化物在寬電位范圍（0.05 ~ 0.45 V）和高離子強度下電流密度超過50 mA cm^?2下表現出優異的氧還原效率（~99%），在低過電位（0.39 V）下對雙電子轉移水氧化反應具有高選擇性（~80%）。

此外，采用雙功能電催化劑的無膜電解槽，在2.10 V和50 mA cm^-2下實現了創紀錄的163.0%的FE，首次報道在新型無膜電解槽中高效雙功能氧化物催化氧還原和水氧化，用于可擴展的過氧化氫電合成。

通過DFT計算，作者研究了D-PSFZ對H₂O₂生成的內在活性。在ORR和WOR過程中Fe-O端面表面產生H₂O₂的反應機理和反應中間體，表明ORR和WOR的效率可以通過單個反應中間體的能態（如ORR的HOO*和WOR的HO*）來熱力學評價，分別以ΔG_HOO*和ΔG_HO*作為預測對2e-ORR和2e-WOR催化活性的參數。在不含Zn的PSF中，ORR和WOR的極限電位分別為0.16/0.07 eV和1.98/2.14 eV。在B位點摻雜Zn和通過改變表面構型引入O_v后，活性結果被正拓寬。因此，Zn和Fe原子都是ORR和WOR的活性位點。

從ORR和WOR這兩個步驟的更替軌跡來看，對H₂O₂生成的競爭反應步驟是兩個反應途徑中O*中間體的形成。對于生成H₂O₂的高選擇性表面，反應中間體的形成應有利于H₂O₂而不是O*。雖然ΔG_HOO*和ΔG_HO*可作為描述ORR或WOR的描述符，但ΔG_O*更適合預測ORR和WOR中H₂O₂對O*形成的有利程度。

Concurrent oxygen reduction and water oxidation at high ionic strength for scalable electrosynthesis of hydrogen peroxide. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-41397-1.

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