清华大学段昊泓/北京化工大学邵明飞、周华Angew:配对生物质电氧化和CO₂电还原,实现甲酸盐生产的电子经济性最大化
研之成理
2026-03-23 12:51
文章摘要
背景:甲酸是重要的有机酸,传统工业依赖化石资源,碳排放严重。电化学方法如CO₂电还原或生物质电氧化制备甲酸是绿色可持续的技术,但单侧电极反应(如阳极析氧反应)能耗高,且产物跨膜扩散可能导致损失和分离复杂化。研究目的:本文提出一种配对电解策略,将CO₂还原与生物质衍生的葡萄糖氧化耦合,在零间隙膜电极反应器中实现双极生产甲酸盐,旨在最大化电子经济性、抑制产物矿化并降低能耗。结论:该策略成功实现了高电子经济性(0.88 formate/e⁻)和低能耗(76.5 Wh mol⁻¹)的甲酸盐生产,并拓展至乙酸盐生产,验证了配对电解在化学品电合成中的普适性和重要价值,为低能耗电合成提供了设计原则。
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