本报讯（记者孙丹宁）中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿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、玉米芯等难溶原始生物质在温和条件下高效转化为氢气与甲酸。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。相关研究成果近日发表于《化学工程杂志》。
研究团队创新性地提出了“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。其中，阳极产生的钒电对可精准切断纤维素和半纤维素中的碳-碳键，通过逐步氧化将其高效转化为单一产物——甲酸；阴极的钒电对则高效催化质子还原产氢，法拉第效率接近100%。消耗后的电对在电化学池中再生，实现持续运行。
团队将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。该策略反应电压低于传统电解水，能耗成本低，能够联产甲酸，提升了过程经济性。此外，其反应与再生元空间解耦的设计，可兼容现有化工设备，为大规模应用提供了可行性验证。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.172389
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