万立骏院士/胡劲松研究员PNAS：空位氧化铈介导氢转移路径定向加氢实现高效电催化糠醛加氢制备糠醇

本研究由中国科学院化学研究所的万立骏院士和胡劲松研究员领导，旨在通过引入氧化铈组分到铜催化剂中，改进糠醛电催化还原（ECR）制备糠醇的过程。传统的铜基催化剂在糠醛ECR过程中动力学缓慢且产物选择性低，难以满足工业化需求。研究通过密度泛函理论模拟和实验验证，发现铜/氧化铈体系能够将糠醛的ECR过程从质子耦合电子转移（PCET）机制切换为电化学氢原子转移（HAT）机制，从而实现高效、高选择性的糠醇制备。实验结果显示，Cu/a-CeO2-x催化剂在流动型反应器中实现了97 ± 1%的法拉第效率和19.1 ± 0.4 mol h−1 m−2的转化速率，经济技术性分析表明该过程经济可行。这些成果为设计高活性、高选择性的ECR催化剂提供了新思路。