在全球 “雙碳" 目標與可持續發展理念的推動下，化學工業正經歷從 “高污染、高能耗" 向 “綠色化、低碳化" 的深刻轉型。其中，雙氧水（H?O?）作為一種高效、清潔的氧化劑，在化工合成、污水處理、紙漿漂白、醫療消毒等領域。然而，傳統蒽醌法生產雙氧水的工藝長期依賴有機溶劑與重金屬催化劑，不僅流程復雜、能耗高昂，還伴隨大量 “三廢" 排放，與綠色發展的時代需求相悖。在此背景下，電合成雙氧水技術憑借其環保屬性與創新潛力，正逐步開啟綠色氧化的全新時代。

一、綠色基因：從源頭重構雙氧水生產模式

    電合成雙氧水技術的 “綠色" 核心，傳統蒽醌法以烷基蒽醌為載體，通過氫氣還原、氧氣氧化、萃取提純等多步反應生成雙氧水，整個過程需消耗大量有機溶劑（如重芳烴、磷酸三辛酯）和能源，且蒽醌降解產物與廢溶劑的處理一直是行業難題。而電合成技術僅以水、氧氣和電能為核心原料，通過電化學裝置中陰極的雙電子氧還原反應（2e?-ORR）直接生成 H?O?，反應式可簡化為：O? + 2H? + 2e? → H?O?。

     這一過程的綠色優勢體現在三個層面：

    原料清潔化：氧氣可直接取自空氣，水是地球上豐富的資源，無需依賴復雜化工原料；

     能源低碳化：若與光伏、風電等可再生能源耦合，可實現 “綠電→綠氫→綠雙氧水" 的全鏈條低碳生產，從根本上降低化工行業的碳足跡。

     正如聯合國環境規劃署在《綠色化學技術報告》中指出：“電合成技術通過電子轉移替代傳統化學氧化還原試劑，正在重新定義清潔生產的標準。"

二、技術突破：從實驗室到產業化的關鍵跨越

    電合成雙氧水技術的發展并非一蹴而就，其從理論構想走向實際應用，離不開三大核心技術的突破：

1. 催化劑：提升反應效率的 “心臟"

     催化劑是電合成反應的核心，其性能直接決定雙氧水的生成速率、選擇性和穩定性。早期研究中，貴金屬（如鉑、鈀）雖活性較高，但易導致氧氣發生四電子還原生成水（選擇性不足 30%），且成本高昂。近年來，碳基催化劑的創新改變了這一局面：

     氮、硫、磷等雜原子摻雜的碳材料（如 N-CNTs）通過調控電子結構，使雙氧水選擇性提升至 90% 以上；

     單原子催化劑（如 Fe-N-C）憑借原子級分散的活性位點，在電流密度 100 mA/cm2 下仍能穩定運行數千小時，解決了傳統催化劑壽命短的問題；

     金屬有機框架（MOFs）衍生碳材料則通過可控的孔結構設計，強化了氧氣傳質效率，進一步提升了反應速率。

2. 反應器：實現規模化生產的 “骨架"

    實驗室中的 H 型電解池難以滿足工業化需求，新型反應器的設計是技術落地的關鍵。目前，流動電解池和膜電極組件（MEA） 成為研究熱點：

    流動電解池通過泵體驅動電解液高速流過電極表面，強化了氣（氧氣）- 液（電解液）- 固（電極）三相界面的傳質，使雙氧水產量較靜態體系提升 5-10 倍；

     MEA 結構將催化劑直接涂覆在離子交換膜兩側，減少了離子傳輸阻力，在低電壓下即可實現高電流密度（如 200 mA/cm2），單位能耗降至傳統工藝的 60% 以下。

3. 系統集成：拓展應用場景的 “神經網"

    電合成系統的模塊化設計使其具備強的場景適配性：

    小型化裝置可集成光伏板與儲能模塊，在偏遠地區實現雙氧水的現場制備，解決傳統運輸中雙氧水易分解的難題；

    大型工業化系統可與工業廢水處理廠聯動，“即產即用" 的雙氧水直接參與氧化反應，省去存儲和運輸成本；

    海水電合成技術則利用海水作為電解液，在淡化海水的同時生產雙氧水，實現資源的協同利用。

三、時代價值：重塑行業格局的綠色引擎

    電合成雙氧水技術的成熟，正在多個領域引發連鎖反應，推動綠色氧化時代的加速到來：

     在環境保護領域，該技術為污水深度處理提供了新思路。傳統污水處理中，雙氧水需從工廠運輸至處理現場，不僅成本高，還存在泄漏風險。而電合成裝置可直接安裝在污水處理廠，根據水質實時調節雙氧水濃度，與紫外光、鐵離子等聯用產生羥基自由基（?OH），對農藥殘留、抗生素等難降解污染物的去除率達 99% 以上，且運行成本降低 40%。

      在精細化工領域，電合成雙氧水的 “溫和氧化" 特性備受青睞。例如，在環氧丙烷生產中，傳統工藝以氯氣為氧化劑，會產生大量氯化鈣廢渣；而以電合成雙氧水為氧化劑的工藝，僅生成水和環氧丙烷，原子利用率接近 100%，目前已在歐洲實現萬噸級工業化應用。

     在農業與公共衛生領域，便攜式電合成裝置的應用場景不斷拓展。非洲部分地區通過太陽能驅動的小型設備，現場制備低濃度雙氧水用于飲用水消毒和農作物病害防治，有效降低了霍亂等疾病的發病率；在突發公共衛生事件中，該技術可快速提供消毒劑，解決應急物資短缺問題。

四、未來展望：挑戰與機遇并存

     盡管電合成雙氧水技術已展現出巨大潛力，但其大規模應用仍面臨挑戰：催化劑的規模化制備成本仍需降低，高濃度雙氧水（如 50% 以上）的電合成技術尚未成熟，長期運行中電極的穩定性有待進一步提升。

     不過，隨著材料科學、電化學工程與可再生能源技術的深度融合，這些問題正逐步得到解決。有機構預測，到 2030 年，電合成雙氧水有望占據全球雙氧水市場的 30% 以上，為化工行業減少碳排放超 1 億噸。

     從蒽醌法的 “棕色時代" 到電合成的 “綠色時代"，雙氧水生產技術的迭代不僅是工藝的革新，更是人類對 “與自然和諧共生" 發展理念的實踐。電合成雙氧水技術的崛起，正以 “氧化" 之名，為全球綠色轉型注入源源不斷的動力。

產品展示

      SSC-PECRS電催化連續流反應系統主要用于電催化反應和光電催化劑的性能評價，可以實現連續流和循環連續流實驗，配置反應液體控溫系統，實現主要用于光電催化CO2還原反應全自動在線檢測系統分析，光電催化、N2催化還原，電催化分析、燃料電池、電解水等。

      SSC-PECRS電催化連續流反應系統將氣路液路系統、光電催化反應池、在線檢測設備等進行智能化、微型化、模塊化設計并集成為一套裝置，通過兩路氣路和兩路液路的不同組合實現電催化分析，并采用在線檢測體系對反應產物進行定性定量分析。可以適配市面上多數相關的電解池，也可以根據實驗需求定制修改各種電催化池。