痛感を辞書で引けば keenly aware が出てきます。個人的には一度使ったことのない表現ですが、小説などで確かに読んだことある気がします。しかし、漢字通りの（しかも、より強い）表現として、②の painfully aware （直役すれば、「痛いほど分かる」）があります。「どうしようが無視できない」ような意味合いも含まるのでご提供の分はこうなります：
I was painfully aware of the difference between us on all fronts.
なかなか綺麗な文章です。
ご参考までに。
「痛感する」という意味で「keenly feel」という表現はよく使われているようです
直訳風に訳すとつぎのようになります。
I keenly felt that there were significant differences in all aspects between him and me.
また、「彼との差を痛感した」を「彼が優秀であることを痛感した」と解釈すれば、以下のように書くことも可能です。
I keenly felt that he was much better in all aspects than me.
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