近日，我校李春忠教授團隊在單原子催化劑電合成過氧化氫（H₂O₂）領域取得了新進展，相關研究成果以“Super-Coordinated Nickel N₄Ni₁O₂ Site Single-Atom Catalyst for Selective H₂O₂ Electrosynthesis at High Current Densities”為題發表在《德國應用化學》上。

使用單原子催化劑實現電還原氧氣制備H₂O₂已得到科研工作者的廣泛關注，但已報道結果仍存在電流密度低、能耗大等不足。因此，如何進一步調控單原子催化劑的局域組分，構築出不同于傳統配位結構的超配位單原子催化劑，是實現工業級電流密度下高選擇性制備H₂O₂的關鍵。

本工作率先制備出具有六配位結構的鎳單原子催化劑（N₄Ni₁O₂），利用羧基功能化多壁碳納米管載體，為傳統四配位結構的NiN₄額外提供兩個O配位。性能測試結果表明，這一超配位N₄Ni₁O₂單原子催化劑具有極高的電合成H₂O₂性能：工業級電流密度（200 mA cm⁻²）制備H₂O₂的陰極能量效率超過82%，且可穩定至少24小時。其催化性能優于文獻報道最高值，且是四配位NiN₄催化劑性能的6倍。

該工作第一作者為博士研究生肖楚倩，共同通訊作者為李春忠教授和青年教師李宇航。該研究工作得到了國家自然科學基金、上海市科技創新項目、上海市教育委員會科研創新計劃項目等經費支持。

原文鍊接：https://doi.org/10.1002/anie.202206544