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Advancing H2O2 electrosynthesis: enhancing electrochemical systems, unveiling emerging applications, and seizing opportunities
Chemical Society Reviews ( IF 40.4 ) Pub Date : 2024-07-18 , DOI: 10.1039/d4cs00412d Zhiping Deng 1 , Seung Joon Choi 2 , Ge Li 2 , Xiaolei Wang 1
Chemical Society Reviews ( IF 40.4 ) Pub Date : 2024-07-18 , DOI: 10.1039/d4cs00412d Zhiping Deng 1 , Seung Joon Choi 2 , Ge Li 2 , Xiaolei Wang 1
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Hydrogen peroxide (H2O2) is a highly desired chemical with a wide range of applications. Recent advancements in H2O2 synthesis center on the electrochemical reduction of oxygen, an environmentally friendly approach that facilitates on-site production. To successfully implement practical-scale, highly efficient electrosynthesis of H2O2, it is critical to meticulously explore both the design of catalytic materials and the engineering of other components of the electrochemical system, as they hold equal importance in this process. Development of promising electrocatalysts with outstanding selectivity and activity is a prerequisite for efficient H2O2 electrosynthesis, while well-configured electrolyzers determine the practical implementation of large-scale H2O2 production. In this review, we systematically summarize fundamental mechanisms and recent achievements in H2O2 electrosynthesis, including electrocatalyst design, electrode optimization, electrolyte engineering, reactor exploration, potential applications, and integrated systems, with an emphasis on active site identification and microenvironment regulation. This review also proposes new insights into the existing challenges and opportunities within this rapidly evolving field, together with perspectives on future development of H2O2 electrosynthesis and its industrial-scale applications.
中文翻译：
推进 H2O2 电合成：增强电化学系统、揭示新兴应用并抓住机遇
过氧化氢 (H 2 O 2 ) 是一种非常理想的化学品，具有广泛的应用。 H 2 O 2合成的最新进展集中在氧的电化学还原上，这是一种有利于现场生产的环保方法。为了成功实现实用规模、高效的H 2 O 2电合成，仔细探索催化材料的设计和电化学系统其他组件的工程至关重要，因为它们在此过程中同等重要。开发具有优异选择性和活性的有前景的电催化剂是高效H 2 O 2电合成的先决条件，而配置良好的电解槽则决定了大规模H 2 O 2生产的实际实施。在这篇综述中，我们系统总结了H 2 O 2电合成的基本机制和最新成果，包括电催化剂设计、电极优化、电解质工程、反应器探索、潜在应用和集成系统，重点是活性位点识别和微环境调控。 这篇综述还对这个快速发展的领域中现有的挑战和机遇提出了新的见解，以及对 H 2 O 2电合成及其工业规模应用的未来发展的展望。
更新日期：2024-07-19
中文翻译：
推进 H2O2 电合成：增强电化学系统、揭示新兴应用并抓住机遇
过氧化氢 (H 2 O 2 ) 是一种非常理想的化学品，具有广泛的应用。 H 2 O 2合成的最新进展集中在氧的电化学还原上，这是一种有利于现场生产的环保方法。为了成功实现实用规模、高效的H 2 O 2电合成，仔细探索催化材料的设计和电化学系统其他组件的工程至关重要，因为它们在此过程中同等重要。开发具有优异选择性和活性的有前景的电催化剂是高效H 2 O 2电合成的先决条件，而配置良好的电解槽则决定了大规模H 2 O 2生产的实际实施。在这篇综述中，我们系统总结了H 2 O 2电合成的基本机制和最新成果，包括电催化剂设计、电极优化、电解质工程、反应器探索、潜在应用和集成系统，重点是活性位点识别和微环境调控。 这篇综述还对这个快速发展的领域中现有的挑战和机遇提出了新的见解，以及对 H 2 O 2电合成及其工业规模应用的未来发展的展望。
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