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電化學2e^- ORR反應為可持續制備H₂O₂提供一條方法，但是開發具有優異催化活性、選擇性、長期穩定型的電催化劑仍然是個挑戰性課題。

有鑒于此，蘇州大學康振輝教授、陳子亮副教授、柏林工業大學Prashanth W. Menezes等報道通過兩步水熱反應制備具有開放通道的多級空心SmPO₄納米球的新穎策略解決這個難題。

本文要點：

（1）

生成的多級空心SmPO₄納米球在0.1 M KOH電解液和比較寬的0.0-0.6 V電壓窗口具有優異的2e^- ORR選擇性（超過93 %），在0.45 V的選擇性達到峰值（96 %）。當SmPO₄用于陰極構筑流動相電解槽，在100 mA cm^-2電流密度穩定工作的時間達到12 h，法拉第效率一直保持90 %。

（2）

通過XAS、原位Raman、FTIR等表征技術和理論計算結合，并且對ORR反應后的樣品進行測試，發現這種空心結構具有本征開放通道，具有最合適的金屬原子間距，出色的結構穩定性和組成穩定性。這些特點顯著增強2e^- ORR反應的熱力學、動力學、穩定性。而且，在中性環境下同樣具有優異的2e^- ORR性能。此外，這項策略能夠拓展至其他空心稀土元素的RE-P-O化合物，表明中性和堿性條件的優異2e^- ORR性能。

參考文獻

Zhiwei Liu, Zhaowu Wang, Diandian Lv, Hongyuan Yang, Zhenhui Kang, Suptish Ghosh, Prashanth W. Menezes, Ziliang Chen, Efficient Electrosynthesis of Hydrogen Peroxide Enabled by a Hierarchical Hollow RE–P–O (RE = Sm, La, Gd) Architecture with Open Channels, Adv. Mater. 2025

DOI: 10.1002/adma.202311997

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202311997