在酸中进行电化学2e-氧还原反应(ORR)是一种H2O2电合成的有前景的策略。然而，尽管该反应取得了一些进展，但大多数电催化剂(特别是在流通池反应器中)的表观活性仍需要进一步改进以满足工业需求，实现低能量输入和高H2O2产率。在此，新南威尔士大学卢迅宇、Pan Jian等使用超低量的原子Co(4.2 µg cm-2)修饰垂直排列的石墨烯(VG)纳米片(CoN4/VG)，作为一种高效的ORR电极在酸性介质中生产H2O2。该电极具有分层多孔结构，可在不牺牲物质/电荷传输的情况下最大限度地利用具有催化活性的原子，因此该催化剂在酸性条件下具有优异的ORR活性。具体而言，在以0.1 M HClO4为电解质H型电池中，所制备的CoN4/VG电极在0.3 VRHE至0.5 VRHE范围内的H2O2选择性接近100%；其在0.3 VRHE下的H2O2产率达到创纪录值(706 mmolH2O2 gcatalyst-1 h-1)，并且连续运行36小时后性能没有衰减。将CoN4/VG电极应用到流动反应器中，在-1.8 V的电池电压下H2O2产率为4000 mmolH2O2 gcatalyst-1 h-1(~1100 mg L-1)，对应的能耗为3.81 Wh gH2O2-1，这是在酸性介质中快速生成H2O2的最节能的流动系统。此外，一系列污染物降解实验证明，高效的2e-ORR性能使得CoN4/VG在各种需要原位过氧化氢生成的下游应用中具有很高的可行性。这项工作为环境条件下H2O2生产的ORR电极设计提供了策略，并弥合了电催化剂开发和实际应用之间的差距。Atomic Co Decorated Free-standing Graphene Electrode Assembly for Efficient Hydrogen Peroxide Production in Acid. Energy & Environmental Science, 2022. DOI: 10.1039/D1EE02884G
