燃料电池作为一种高效、环保的能源转换装置而受到广泛关注。然而，传统的以氧气或空气为阴极燃料的H2/O2电池难以应用于太空或水下等缺氧环境中。为解决该问题，以过氧化氢(H2O2)作为燃料的新型燃料电池-直接过氧化氢燃料电池(DPPFC)因具有高理论电压和电流密度、高功率密度、低反应能而备受青睐。H2O2的生成主要依赖于蒽醌氧化(AO)，该工艺需要庞大的基础设施、大量的有害有机溶剂和氢气，导致严重的经济、环境和安全问题。电合成H2O2作为一种高效、绿色、经济的合成方式，仅以O2和H2O为原料，利用电催化中的双电子氧还原反应，无毒物释放，被认为是最有前途的替代技术之一。然而，缺乏高效的H2O2电合成催化剂却严重阻碍了DPPFC的发展进程。

广东省科学院生物与医学工程研究所生态环境材料团队与暨南大学化学与材料学院刘明贤教授团队合作，以矿物原料埃洛石(HNTs)为内核，氮掺杂碳(NC)为外壳，开发了一种高效的H2O2电合成催化剂(HNTs@NC)，该催化剂的起始电位(0.79 V)和半波电位(0.74 V)明显高于NC(0.75 V, 0.59V)，H2O2的选择性高达93.3%，Faradaic效率是NC的5.8倍。更重要的是，由于HNTs和NC之间形成了Si-N和Si-C键，在酸溶液中HNTs@NC的电流密度在2000s后保持不衰减。本研究为改善H2O2燃料合成提供了一种设计策略，对加速DPPFC的发展具有至关重要的作用。相关研究结果以“Halloysite nanotube@N-doped carbon electrocatalysts for highly efficient hydrogen peroxide cathode fuel electrosynthesis”为题发表在国际学术期刊Fuel （中科院一区，IF=7.2）上。广东省科学院生物与医学工程研究所为第一单位，孙雍荣博士为第一作者，谢东高级工程师和暨南大学大学刘明贤教授为共同通讯作者。

该工作获得广东省基础与应用基础研究基金的资助。

原文链接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016236124026218。