新技術(shù)實(shí)現(xiàn)綠色氫氣與高值化學(xué)品協(xié)同生產(chǎn)
來源：科技日?qǐng)?bào) 時(shí)間：2025-10-22 14:14
《自然·可持續(xù)發(fā)展》雜志21日發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于電解水制氫與甘油高值轉(zhuǎn)化的重要進(jìn)展：中國(guó)科學(xué)院金屬研究所科研人員通過在反應(yīng)液中添加微量銅離子，成功解決大電流密度下催化劑易失活的難題，實(shí)現(xiàn)綠色氫氣與高值化學(xué)品協(xié)同生產(chǎn)。
甘油是生產(chǎn)生物柴油時(shí)的副產(chǎn)品，它能通過電催化甘油氧化（GOR）技術(shù)，轉(zhuǎn)化為制造藥品、食品、護(hù)膚品和紡織品的高價(jià)值化學(xué)品。更妙的是，這個(gè)過程還能高效制備綠色氫氣。
“然而，該技術(shù)走向產(chǎn)業(yè)化必須克服大電流密度下催化劑的穩(wěn)定性問題。在工業(yè)級(jí)電流下，鈷、鎳等常用金屬氧化物催化劑表面結(jié)構(gòu)會(huì)變得松散無序，‘不務(wù)正業(yè)’地去電解水產(chǎn)生氧氣，導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)率大幅下降?！敝袊?guó)科學(xué)院金屬研究所研究員劉崗說。
對(duì)此，科研人員提出一項(xiàng)簡(jiǎn)單高效的解決方案：在反應(yīng)液中添加微量銅離子?！斑@些銅離子在反應(yīng)中可在不同價(jià)態(tài)之間切換，如同為催化劑穿上了一層不斷自我修復(fù)的‘動(dòng)態(tài)鎧甲’，從而保持其高催化活性?！眲徴f，“以泡沫鎳負(fù)載的鈷氧化物為例，在每平方厘米800毫安的大電流下，加入銅離子后，目標(biāo)產(chǎn)物甲酸的生成效率從62.2%大幅提升至99.3%，性能顯著優(yōu)于已報(bào)道的催化劑。”
該技術(shù)還具有良好擴(kuò)展性，不僅適用于其他金屬催化劑和多種生物質(zhì)原料，也易于放大生產(chǎn)。團(tuán)隊(duì)成功制備出6*6平方厘米的大尺寸電極，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行超過100小時(shí)，每小時(shí)可生產(chǎn)13.2克氧化產(chǎn)物，展現(xiàn)出良好的工業(yè)應(yīng)用前景。（陸成寬）
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