清华大学Nature Commun：多孔固体电解反应器的结构优化和规模放大电合成H2O2
纳米技术
最近开发的多孔固体电解质（PSE）反应器用于电合成H2O2引起全球领域的广泛关注。但是，如何将多孔固体电解质反应器进行放大，用于实际应用面临着挑战，并且反应器放大后，反应器的性能有可能降低。
有鉴于此，清华大学王玉珏教授等报道系统研究了材料的选择、组装参数（assembly parameter）、流场参数（flow field pattern）和操作条件对多孔固体电解质反应器中电化学合成过氧化氢的影响。
本文要点：
（1）
这项研究结果表明，反应器放大过程中性能下降的主要原因是多孔固体电解质层中的流场不均匀。基于这些认识，优化反应器设计，开发了一种由12个单元组成的模块化电极堆多孔固体电解质反应器，其电极总面积为1200 cm2。
这种放大反应器在电合成H2O2过程中保持高效，并且性能没有显著的减少。稳定运行时间超过400 h，每天能够生产2.5 kg纯H2O2（约83 kg 3% H2O2溶液），并且这个方法的能源成本（每千克H2O2的成本为0.2~0.8美元（USD/kg H2O2））比市售过氧化氢的价格低。
（2）
这项工作展示了开发实际电合成H2O2的多孔固体电解质反应器技术方面的一项关键进步。
参考文献
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://www.nature.com/articles/s41467-025-58385-2
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