利用可再生电力进行增值化学品的电化学合成具有比传统化学制造更具可持续性的优势。然而，在传统的电化学合成过程中，成对的阳极和阴极反应之间的紧密耦合限制了产物及其效率。

近日，威斯康星大学麦迪逊分校金松教授报道了通过将氧化和还原半反应与非均相氧化还原库（RR）解耦和配对，成功实现了不同化学品的模块化电化学合成（ModES）。RR由携带电荷的氧化还原活性物质组成，可以可逆地存储和释放电子和离子（例如，Na⁺，H⁺以及 OH^-），从而使完整的电化学反应能够使用研究人员所选择的独立半反应。

文章要点

1）利用ModES方法，研究人员将各自的半反应与NaNiHCF材料的氧化和还原相结合，整合了两个互补的氧化还原反应：将O₂电化学还原为H₂O₂和将Na₂SO₄氧化为Na₂S₂O₈（或将Cl₂氧化为活性氯）。

2）实验结果显示，ModES系统可以连续运行100个循环（36 h），并具有出色电压效率以合成H₂O₂和Na₂S₂O₈。这些强氧化剂对于分布式制造极具吸引力，无需运输危险材料，并且可以按需电化学生产用于杀菌剂，消毒剂和环境应用。ModES设计突出了使用RRs实现有价值的化学品的高效、模块化和按需电化学合成的前景。

参考文献：

Wang et al., Modular Electrochemical Synthesis Using a Redox Reservoir Paired with Independent Half-Reactions, Joule (2020)

DOI：10.1016/j.joule.2020.11.011

https://doi.org/10.1016/j.joule.2020.11.011