在工业生产与日常生活中，过氧化氢（双氧水）的应用极为广泛，涉及造纸漂白、医疗消毒、废水处理等多个领域。然而，传统蒽醌法制备工艺依赖高温高压条件，能耗高且存在安全隐患，亟需更环保、高效的替代方案。近期，清华大学研究团队在《能源与环境科学》发表论文，提出了一种基于木质素催化转化的新型过氧化氢制备技术，该技术利用空气供氧和生物质自供电系统，实现了安全、低能耗的分布式生产。  

上海国际环保展了解到，木质素是自然界中储量丰富的天然高分子聚合物，广泛存在于植物细胞壁中，每年全球工业木质素产量高达数千万吨，但大多作为废弃物未被充分利用。研究团队创新性地将木质素转化为多孔碳基催化剂，大幅提升了电解效率。实验数据显示，该催化体系的双氧水产率可达11812毫摩尔/克/小时，电子利用率超过95%，展现出优异的催化性能。  

该技术的核心在于自供电系统的构建。研究团队采用木质素燃料电池作为能量来源，通过电化学氧化木质素释放电子，驱动电解池运行，而阴极则利用空气中的氧气参与反应，实现双氧水的持续生成。整个系统无需外部电源，仅需通入空气即可运行，大幅降低了能耗与设备复杂度。  

上海国际环保展了解到，相较于传统蒽醌法，这一新工艺具有显著优势：首先，反应在常温常压下进行，避免了高温高压带来的安全风险；其次，无需依赖氢气作为原料，进一步降低了生产过程中的安全隐患；此外，该技术可实现双氧水的原位生产，减少运输和储存环节的成本与风险，尤其适用于分布式应用场景。  

尽管该技术前景广阔，但实际应用仍面临若干挑战。例如，碱性电解液中的双氧水分离效率有待提升，木质素燃料电池的长期稳定性需进一步优化，同时还需开发适用于复杂环境的便携式设备。研究团队表示，未来将重点突破这些技术瓶颈，并探索生物质燃料电池在能源转化领域的更广泛应用。  

该研究的突破不仅为双氧水绿色生产提供了新思路，也为生物质资源的高值化利用开辟了新途径。随着技术的不断完善，未来或可实现“以生物质驱动生产”的可持续化工模式，推动工业体系向低碳化、分布式方向转型。

文章来源：科技日报