迄今为止，有关串联式AlcO_x–CO₂R电解槽的报告有两个主要缺点。首先，电解池中使用了含贵金属的成分。其次，溶液中需要过量的均相催化剂和介体，这使液体产物的反应后处理复杂化。同时，溶液中催化剂的使用在电合成过程造成了另一项挑战，只有极小部分的催化剂（位于亥姆霍兹层中）可以转换，而其余大部分则保持惰性。近日，剑桥大学Erwin Reisner报道了使用甘油可以设计出稳健且不含贵金属的阳极组件，用于与阴极CO₂R反应偶联。

文章要点：

1）研究人员设计了基于用硅橡胶固定剂（STEMPO）修饰的2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物（TEMPO）电催化剂的阳极混合组件，将其共价固定在介孔氧化铟锡（mesoITO）支架上，以进行有效的醇氧化（AlcO_x）。该分子阳极随后与碳纳米管上的由聚合钴酞菁（CoPc）组成的阴极（CP | CNT-CoPPc）结合，构建了一种混合的，无贵金属的耦合AlcOx-CO₂R电解槽。

2）电解三小时后，甘油被选择性氧化为甘油醛，其周转数（TON）为1000，法拉第效率（FE）为83％，阴极产生化学计量的合成气（CO：H2）比为1.25±0.25，钴的总TON为894，FE为82％。

该原型设备启发了非常规策略的设计和实施，以将CO₂R耦合到能耗更低，增值的氧化化学反应中。

Mark A. Bajada, et al, A Precious-metal-free Hybrid Electrolyzer for Alcohol Oxidation Coupled to CO2-to-syngas Conversion, Angew. Chem. Int. Ed., 2020

DOI：10.1002/anie.202002680

https://doi.org/10.1002/anie.202002680