近日，中國科學院理化技術(shù)研究所光化學轉(zhuǎn)換與合成中心研究員陳勇團隊提出電化學重整廢棄聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料耦合海水制氫新策略，可以高選擇性地將廢棄PET重整為高附加值的乙醇酸。
利用可再生能源驅(qū)動的電化學技術(shù)直接分解水制氫，被認為是未來通向“綠氫經(jīng)濟”的最佳途徑之一。其中，直接海水電解因無需依賴淡水資源而成為理想的綠色制氫方式之一，但高成本以及海水腐蝕帶來的催化劑失活成為制約其發(fā)展的主要瓶頸。從海水分解反應(yīng)的本質(zhì)來說，陽極析氧反應(yīng)(OER)面臨高的熱力學能壘、緩慢的動力學過程、產(chǎn)物價值低以及析氯反應(yīng)所帶來的催化劑失活和法拉第效率低等問題。因此，如何降低陽極的氧化能壘并實現(xiàn)氧的綜合利用，是加速陰極析氫以及提升電解水制氫技術(shù)降本增效的關(guān)鍵。
陽極析氧反應(yīng)過程中，往往伴隨多種活性氧物種產(chǎn)生。這些活性氧物種被認為是傳統(tǒng)熱催化有機物氧化反應(yīng)中的關(guān)鍵活性成分。因此，以電解水過程中產(chǎn)生的活性氧為基礎(chǔ)，將陽極析氧反應(yīng)過程替換為重要的有機分子氧化反應(yīng)，可實現(xiàn)高附加值化學品的綠色合成，并有望降低氧化過電位，提高制氫效率，從而破解電解水制氫降本增效的難題。
機理研究結(jié)果表明，增強催化劑表面活性氧物種的吸附，可以提高催化活性，并可以在催化劑表面形成陰離子層來排斥氯離子，提高催化劑穩(wěn)定性。在模擬海水環(huán)境中，該體系可以在1.6安的工業(yè)電流下穩(wěn)定運行超過100小時。
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