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09
2026
-
05
JACS:突破！不用阴离子交换膜，电解槽稳定产双氧水长达一个月
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传统 porous solid electrolyte (PSE) 反应器虽能直接生产无电解质产品，但其核心组件阴离子交换膜（AEM）因化学和机械稳定性差，长期承受活性氧中间体（如OH•）攻击易发生降解、穿孔，成为系统稳定运行的"卡脖子"环节。为解决这一难题，由第一作者 Gyu Yong Jang 所在的美国莱斯大学（Rice University）Haotian Wang 团队与韩国延世大学（Yonsei University）Jong Hyeok Park 团队合作，提出一种无需AEM的新型PSE反应器设计。他们通过界面微环境工程，在阴极与固体电解质层之间引入超薄阴离子交换树脂（AER）晶片，既维持局部碱性环境抑制副反应，又利用气体流道设计防止阴极水淹，从而在200 mA cm⁻² 高电流密度下实现长达1个月的连续稳定电解，并持续产出3.7 wt% 的高浓度过氧化氢溶液。
多孔固体电解质（PSE）反应器在直接生产无电解质产品方面展现出巨大潜力；然而，使用阴离子交换膜（AEM）可能会带来成本和稳定性方面的挑战。在此，展示了一种替代性的无AEM的PSE反应器设计，该设计能够实现更长的电解稳定性和高产品浓度。通过在PSE反应器中集成一层薄的阴离子交换树脂（AER）晶片以维持界面碱性，并重新设计气体流动模式以防止阴极水淹，在200 mA cm⁻²的高电流密度下实现了为期一个月的连续稳定电合成过氧化氢，同时持续输出浓度为3.7 wt%的产品。这种无AEM的PSE反应器概念还在其他电催化系统中得到了验证，包括CO₂还原制备甲酸。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/jfdGVi1ELGSRAJSW4Z6_2w
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