目前，工業上H₂O₂主要通過蒽醌法生產，其中涉及環境污染、運輸和處理風險。電催化2e^?氧還原反應(2e^?ORR)被認為是最有前途的蒽醌法替代方法，因為它可以實現在環境條件下綠色和低能耗地完成H₂O₂生產。然而，通過4e^?途徑產生水分子的有利熱力學不可避免地降低了ORR過程中產生H₂O₂的選擇性，這使得電化學生產H₂O₂的進一步發展受到了限制。因此，尋找一種高效、高選擇性的電催化劑，能夠將O₂轉化為H₂O₂而不是H₂O至關重要。

基于此，蘇州大學陳子亮、康振輝和柏林工業大學Prashanth W. Menezes等通過連續的溶劑熱-煅燒-硒化-退火處理，成功合成了具有豐富硒空位的NiSe₂納米結構催化劑(NiSe₂-V_Se)。

電化學性能測試結果顯示，制備的NiSe₂-V_Se表現出優異的2e^?ORR催化活性，其在0.3 V_RHE的高電位下的電流密度為2.94 mA cm^-2，并且在0.45 V_RHE下的H₂O₂選擇性高達96%。最重要的是，即使連續工作40000秒和5000個循環加速降解試驗(ADT)中，NiSe₂-V_Se催化劑的催化活性和選擇性也只是略有下降，其性能優于目前已報道的大多數2e^?ORR電催化劑。

原位/非原位表征和密度泛函理論(DFT)計算表明，所制備的NiSe₂-V_Se由于具有負電荷的Se空位導致催化劑的d帶中心上移，同時其誘導催化劑出現異常的晶格膨脹，這賦予了催化劑豐富的活性中心和穩定的相結構，降低了電子轉移。這種空位誘導抑制了競爭性4e^?ORR途徑并且優化了對*OOH中間體的吸附能(ΔG_*OOH)，從而提高了對H₂O₂的選擇性。

綜上，該項工作證明了硒化物與電荷極化陰離子空位的整合以及應用于生產H₂O₂的可能性，這為設計具有成本效益、穩定和高效地豐富過渡金屬基電催化劑提供了指導。

Charge-Polarized Selenium Vacancy in Nickel Diselenide Enabling Efficient and Stable Electrocatalytic Conversion of Oxygen to Hydrogen Peroxide. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202205347