在工業生產與日常生活中，過氧化氫（雙氧水）的應用極為廣泛，涉及造紙漂白、醫療消毒、廢水處理等多個領域。然而，傳統蒽醌法制備工藝依賴高溫高壓條件，能耗高且存在安全隱患，亟需更環保、高效的替代方案。近期，清華大學研究團隊在《能源與環境科學》發表論文，提出了一種基于木質素催化轉化的新型過氧化氫制備技術，該技術利用空氣供氧和生物質自供電系統，實現了安全、低能耗的分布式生產。  

上海國際環保展了解到，木質素是自然界中儲量豐富的天然高分子聚合物，廣泛存在于植物細胞壁中，每年全球工業木質素產量高達數千萬噸，但大多作為廢棄物未被充分利用。研究團隊創新性地將木質素轉化為多孔碳基催化劑，大幅提升了電解效率。實驗數據顯示，該催化體系的雙氧水產率可達11812毫摩爾/克/小時，電子利用率超過95%，展現出優異的催化性能。 ?

該技術的核心在于自供電系統的構建。研究團隊采用木質素燃料電池作為能量來源，通過電化學氧化木質素釋放電子，驅動電解池運行，而陰極則利用空氣中的氧氣參與反應，實現雙氧水的持續生成。整個系統無需外部電源，僅需通入空氣即可運行，大幅降低了能耗與設備復雜度。  

上海國際環保展了解到，相較于傳統蒽醌法，這一新工藝具有顯著優勢：首先，反應在常溫常壓下進行，避免了高溫高壓帶來的安全風險；其次，無需依賴氫氣作為原料，進一步降低了生產過程中的安全隱患；此外，該技術可實現雙氧水的原位生產，減少運輸和儲存環節的成本與風險，尤其適用于分布式應用場景。 ?

盡管該技術前景廣闊，但實際應用仍面臨若干挑戰。例如，堿性電解液中的雙氧水分離效率有待提升，木質素燃料電池的長期穩定性需進一步優化，同時還需開發適用于復雜環境的便攜式設備。研究團隊表示，未來將重點突破這些技術瓶頸，并探索生物質燃料電池在能源轉化領域的更廣泛應用。  

該研究的突破不僅為雙氧水綠色生產提供了新思路，也為生物質資源的高值化利用開辟了新途徑。隨著技術的不斷完善，未來或可實現“以生物質驅動生產”的可持續化工模式，推動工業體系向低碳化、分布式方向轉型。

文章來源：科技日報