先进电催化剂的精心设计及其集成到气体扩散电极（GDE）架构中，正在成为H
2
O
2
电合成研究领域的一个重要研究范式。
然而，
在体相电解过程中，电催化剂和组装的GDE在
H
2
O
2
选择性
上经常表现出明显差异
。
基于此，2024年12月5日，
清华大学
深圳国际研究生院
张正华特别研究员和
南京工业大学
景文珩教授
团队
在国际期刊
Nature Communications
发表题为《
Species mass transfer governs the selec
tivity of gas diffusion electrodes toward
H
2
O
2
electrosynthesis》的研究论文。清华深研院
崔乐乐
、南京工业大学/江苏双良环境科技有限公司
陈斌
、清华深研院
陈冬旭
为论文共同第一作者。
在本文中，研究团队阐明了除电催化剂的固有特性外，关键物种（包括反应物和产物）的质量
传递行为在决定电极级
H
2
O
2
选择性方面起着至关重要的作用。
这种趋势在高反应速率（电流密度）条件下变得更加明显，此时传递限制加剧。
通过利用GDEs的扩散相关参数（DRP）（即润湿性和催化剂层厚度）作为探针因素，采用短时间和长期的电解结合原位电化学反射吸收成像和理论计算，深入研究了DRP及其控制的局部微环境对
O
2
和
H
2
O
2
质量传递的影响。
相应地揭示了电极尺度上扩散依赖的选择性的机理根源。
本研究获得的基本见解强调了主流疏水性GDEs架构创新的必要性，以同步优化反应物和产物的质量传递，为下一代涉及气体消耗的电还原情景中的GDEs铺平道路。
图1：受润湿性控制的
H
2
O
2
产量
图3：扩散依赖电极有限元对CL厚度的敏感性
