近日，我校李春忠教授团队在单原子催化剂电合成过氧化氢（H₂O₂）领域取得了新进展，相关研究成果以“Super-Coordinated Nickel N₄Ni₁O₂ Site Single-Atom Catalyst for Selective H₂O₂ Electrosynthesis at High Current Densities”为题发表在《德国应用化学》上。

使用单原子催化剂实现电还原氧气制备H₂O₂已得到科研工作者的广泛关注，但已报道结果仍存在电流密度低、能耗大等不足。因此，如何进一步调控单原子催化剂的局域组分，构筑出不同于传统配位结构的超配位单原子催化剂，是实现工业级电流密度下高选择性制备H₂O₂的关键。

本工作率先制备出具有六配位结构的镍单原子催化剂（N₄Ni₁O₂），利用羧基功能化多壁碳纳米管载体，为传统四配位结构的NiN₄额外提供两个O配位。性能测试结果表明，这一超配位N₄Ni₁O₂单原子催化剂具有极高的电合成H₂O₂性能：工业级电流密度（200 mA cm⁻²）制备H₂O₂的阴极能量效率超过82%，且可稳定至少24小时。其催化性能优于文献报道最高值，且是四配位NiN₄催化剂性能的6倍。

该工作第一作者为博士研究生肖楚倩，共同通讯作者为李春忠教授和青年教师李宇航。该研究工作得到了国家自然科学基金、上海市科技创新项目、上海市教育委员会科研创新计划项目等经费支持。

原文链接：https://doi.org/10.1002/anie.202206544