5-羥甲基糠醛電氧化反應（HMFOR）最近在生物質轉化領域引起了廣泛關注。然而，HMFOR的動力學緩慢導致能量轉化效率停滯。
在此，中國人民大學Tiancheng Mu精確定位了電極-電解質界面處氫鍵連接對HMFOR性能的影響。
文章要點
1）通過實驗測試和分子動力學模擬，研究人員發現異質結構處內建電場導致的不均勻價態分布在偏置電位下會削弱界面氫鍵連接，從而促進反應過程中HMF的傳質。
2）基于此，通過簡單的濕化學方法組裝的Ni(OH)2/Cu(OH)2表現出前所未有的性能，在1.5 V電位下電流密度為1.3 A cm-2。更重要的是，Ni(OH)2/Cu(OH)2在材料制備上可擴展，并且在使用100 mM HMF溶液作為流體相時在陰離子交換膜電解槽中連續穩定至少380小時。因此，可以同時實現催化劑的可擴展制備，高電流密度，高產率和選擇性，高法拉第效率以及HMFOR在工業水平上的持續穩定性。
這項工作為從界面氫鍵連通性的角度增強生物基底物的電催化氧化提供了新的視角。
參考文獻
Zhaohui Yang, et al, Weakened Hydrogen Bond Connectivity Promotes Interfacial Mass Transfer for Industrial Level Scalable Biomass Electrooxidation, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE03482A
