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超好氧電極具有極高的氣體親和力，因此當(dāng)它們浸入水中時，可以在其紋理表面保留一定量的空氣。最大化水下固/液/氣三相界面對于在使用超好氧電極的電解過程中實(shí)現(xiàn)ORR到H2O₂的高動力學(xué)至關(guān)重要。

中國石油大學(xué)(華東)吳明鉑和清華大學(xué)王玉玨等人調(diào)查了電極潤濕性對超好氧電極電解過程中氧還原反應(yīng)(ORR)產(chǎn)生的過氧化氫(H₂O₂)的影響。

吳明鉑/王玉玨Appl. Catal. B.: 超好氧電極促進(jìn)電化學(xué)氧還原制過氧化氫

由于PTFE的高表面粗糙度和疏水性，CB-PTFE電極表現(xiàn)出超親氣性，并在浸入水中時在其多孔表面保留了準(zhǔn)連續(xù)的氣膜。在陰極極化時，水部分侵入CB-PTFE電極的孔中，導(dǎo)致電極潤濕狀態(tài)從初始UC狀態(tài)快速轉(zhuǎn)變?yōu)閁WC狀態(tài)。

水侵入增加了電極、氣體和電解質(zhì)之間的三相界面(固/液/氣三相TPCL)，這促進(jìn)了ORR到H₂O₂中涉及的界面電子轉(zhuǎn)移過程。當(dāng)電極處于水下(UWC)狀態(tài)時，它可以快速吸附氧氣微泡，從而顯著增強(qiáng)氧氣傳輸，且有效抑制了H₂O₂的進(jìn)一步還原。因此，H₂O₂的高ORR電流和電流效率(CE)可以在UWC狀態(tài)下獲得生產(chǎn)。

該研究結(jié)果表明，電極潤濕狀態(tài)的演變在用超好氧電極電解期間從ORR產(chǎn)生H₂O₂中起著關(guān)鍵作用。

通過仔細(xì)控制施加的電流密度和其他工藝參數(shù)(例如，氧氣保留率)以平衡氧氣消耗和轉(zhuǎn)移的速度，可以保持穩(wěn)定的UWC狀態(tài)，從而在使用超好氧CB-的電解過程中最大限度地產(chǎn)生H₂O₂聚四氟乙烯電極。

Maximizing Electrochemical Hydrogen Peroxide Production from Oxygen Reduction with Superaerophilic Electrodes. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. ?DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120655

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/eec0939fb8/

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