تخصيص انتقائية توليد فوق أكسيد الهيدروجين الكهربائي بواسطة النيتروجين الكربوني البيرولي القابل للتعديل

الملخص يوفر الاختزال الكهربائي لـ O 2 من خلال مسار تفاعل ذو إلكترونين إلى H 2 O 2 إمكانية استبدال عملية الأنتراكينون الحالية، مما يمكن من إنتاج H 2 O 2 بشكل مستدام وغير مركزي. هنا، تم تطوير جرافين غني بالنيتروجين (N-FLG) مع تكوين نيتروجيني قابل للتعديل لتوليد H 2 O 2 كهربائيًا. تم ملاحظة علاقة إيجابية بين محتوى النيتروجين البيرولي وانتقائية H 2 O 2 تجريبياً. يتم إيضاح الدور الحاسم للنيتروجين البيرولي من خلال بروفايلات الامتزاز الوسيطة المتغيرة فضلاً عن التحولات السلبية المعتمدة لذروة النيتروجين البيرولي على طيف امتصاص الأشعة السينية بالقرب من الحافة. بفضل تكوين النيتروجين المثالي والبنية المسامية الفريدة، يظهر المحفز الكهربائي N-FLG المُصنَّع حديثًا انتقائية عالية نحو تخليق H 2 O 2 الكهربائي بالإضافة إلى استقرار طويل الأمد متفوق. لتحقيق منتجات عالية القيمة على كل من المصعد والمهبط مع كفاءة طاقة محسنة، تم تجميع جهاز عملي يدمج توليد H 2 O 2 الكهربائي وأكسدة الفرفورال، مع إمكانية تحقيق معدل إمداد عالٍ من H 2 O 2 عند المهبط (9.66 مول في الساعة لكل غرام من المحفز) وحمض 2-فورويك عند المصعد (2.076 مول في المتر المربع في الساعة) تحت جهد خلية صغير قدره 1.8 فولت.