（来源：eScience公众号）
1. 系统总结2e− ORR制备H2O2的机理、催化剂调控策略与性能评价方法。
2. 强调阳极析氧（OER）带来的能耗瓶颈，强调以高值氧化反应替代OER的耦合策略。
3. 从反应器、膜工程、产物分离及TEA/LCA角度构建实用化H2O2电合成路线图。
过氧化氢（H2O2）是一类应用广泛的基础化学品，在纸浆漂白、化学合成、污水处理、环境修复和医疗消毒等领域具有重要作用。当前，工业H2O2生产主要依赖蒽醌法。该工艺虽然成熟，但通常涉及多步氢化—氧化循环、复杂有机溶剂体系和后续分离过程，具有设备投资大、能耗较高、流程集中化等特点，难以满足未来分布式、低碳化和可再生电力驱动的绿色化工需求。
在此背景下，基于两电子氧还原反应（2e− ORR）的电催化H2O2合成受到广泛关注。该路径能够在温和条件下以氧气和电能为主要输入，直接将O2还原为H2O2，具有模块化、可持续和按需生产的潜力。过去十余年中，研究者围绕掺杂碳材料、贵金属及其合金、单原子催化剂、双原子催化剂和金属化合物等体系开展了大量工作，许多催化剂在旋转环盘电极或H型电解池中已经实现了接近理论极限的法拉第效率。
然而，从实验室性能到工业应用之间仍存在显著差距。许多高选择性结果是在低电流密度和理想化测试条件下获得的，而实际应用要求电解槽能够在高电流密度、强传质限制和长时间运行条件下保持高效率与高稳定性。更重要的是，传统H2O2电合成通常将阴极2e− ORR与阳极析氧（OER）耦合，而OER动力学缓慢、过电位高，且产物氧气经济价值有限，显著增加了体系能耗和成本。
因此，H2O2电合成的关键问题不再只是“如何设计更高选择性的催化剂”，而是“如何构建能够在真实工况下稳定、高效、低成本运行的完整电化学系统”。该综述围绕这一核心问题，系统讨论了催化剂活性位调控、反应微环境设计、替代阳极反应耦合、膜电极反应器构型优化、产物分离以及技术经济和生命周期评价等内容，强调应以系统工程思维推动H2O2电合成技术走向实用化。该综述以“Challenges and strategies for integrated system design towards practical H2O2 electrosynthesis”为题，发表在eScience Energy，并被选为封面论文。