通过两电子氧还原反应制备高纯过氧化氢（H₂O₂）是可持续化工合成的重要发展方向。然而，人们对电解过程中活性位点不可避免的重构现象仍缺乏本质认知，阻碍了兼具高活性与高稳定性的双功能电催化剂的开发。近日，同济大学Hongying Zhao报道了一种具有反应条件下自调控能力的结构自适应型电催化剂。
文章要点
1）以一系列硼/氮配位的镍单原子催化剂（NiBₓNᵧ）为模型体系，探究其结构柔性演化规律。在外加电位作用下，催化剂在反应初期发生从Ni⁺⁰·⁹⁸-B₂N₂到Ni⁺⁰·⁹⁸-B₁N₂的结构演变；作为真实活性位点的Ni⁺⁰·⁹⁸-B₁N₂，其Ni-B键与Ni-N键长通过B/N配位发生自调控，实现界面电子的重新分布，进而显著提升Ni位点的本征活性与稳定性。当电位撤去后，催化剂可恢复至初始的Ni-B₂N₂构型。
2）在工业电流密度下，该催化剂的H₂O₂产率高达9320 mmol g催化剂⁻¹ h⁻¹，可连续稳定产出质量分数约5 wt%的H₂O₂溶液超过300小时。本研究阐明了H₂O₂电合成过程中动态重构与性能增强之间的构效关系。
参考文献
Wang, Z., Jia, H., Xie, A. et al. Structure-adaptive single-atom nickel catalysts for pure hydrogen peroxide electrosynthesis at industrial current density. Nat Commun (2026).
DOI：10.1038/s41467-026-71120-9
https://doi.org/10.1038/s41467-026-71120-9
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