1月8日，中国科学院大连化物所发布消息，近日，该所能源催化转化全国重点实验室太阳能研究部(DNL16)李灿院士团队在生物质资源化利用研究方面取得新进展。团队发展了一种基于双钒氧化还原电对的“离场电催化”新策略，将秸秆、玉米芯等难溶的原始生物质在温和条件下高效转化为氢气与甲酸(90%选择性，唯一液相产物)。该技术为生物质资源的大规模、高值化利用提供了一条有工业化前景的新路径。
利用生物质生产氢气和化学品是实现“双碳”目标的重要方向，目前广泛流行的热催化生物质重整技术需要在高温下进行，存在结焦产物及高耗能等缺点，同时，会得到难以分离提纯的一氧化碳、二氧化碳、氢气等混合气体。传统电催化方法面临反应物在电极表面传质效率低导致性能下降，以及难以直接大规模处理固体生物质原料等问题。如何实现原始生物质的直接、高效、高选择性转化，一直是该领域待解的难题。
针对上述难题，研究团队创新性提出了“离场电催化”概念。该策略利用两对钒基氧化还原电对作为“化学搬运工”，将发生在电极上的反应转移至均相溶液中进行，实现了电荷转移和化学反应在空间上的分离。
这一策略应用于原始生物质颗粒(由纤维素、半纤维素、木质素组成)的直接转化，其中纤维素、半纤维素重整为氢气和甲酸，不溶的木质素被分离出来。该策略具有三大优势：一是反应电压低于传统电解水，能耗成本低;二是联产甲酸，提升过程经济性;三是其反应与再生元空间解耦的设计，可兼容现有化工设备(例如固定床反应器、液流电池)，为大规模应用提供了可行性验证。
转自中华粮网