尽管有机电氧化与混合电解制氢耦合的研究取得了巨大的进展，但由于生物质的刚性聚合物结构，将生物质电重整与绿色制氢耦合的研究尚未见报道。

有鉴于此，新加坡南洋理工大学Li Hong教授、Bo You和Yan Zhou等人，采用几丁质氧化反应（COR）替代了传统碱性水电解（AWE）中的OER，将HER与几丁质的电氧化耦合以生产氢和乙酸。

本文要点

1）通过混合电解将最丰富的天然氨基生物聚合物甲壳素电氧化为乙酸盐，收率超过90％。由于液态阳极产物和析氧的抑制作用，太阳能驱动的几丁质和含几丁质虾壳废料的电重整与安全的绿色氢生产相结合。

2）由于甲壳素氧化在热力学和动力学上都优于水氧化，因此电解的总能耗可降低15％。甲壳素的丰度使新型氧化反应具有良好的可扩展性，这与作为阳极反应物的小型有机物形成了明显的对比。

3）首先，混合电解具有出色的可扩展性，在阴极（水）和阳极（几丁质）上都有丰富的反应物，并且由于COR的反应比传统AWE中的OER更好，因此可以获得更高的效率。其次，由于阳极产生的副产物溶解在液体电解质中，新的氧化还原电偶完全消除了部分负载问题，使AWE与间歇性的可再生能源兼容。第三，阳极上产生了更有价值的产品（可以进一步升级为蛋白质的有机酸），可以部分收回运营成本。由于阳极上的产物几乎是纯乙酸盐，因此无需复杂的分离过程，并且不需要萃取过程。

总之，该工作展示了一个资源可循环利用和绿色氢生产的可扩展且安全的过程，以实现可持续的能源未来。

参考文献：

Zhao, H., Lu, D., Wang, J. et al. Raw biomass electroreforming coupled to green hydrogen generation. Nat Commun 12, 2008 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-22250-9

https://doi.org/10.1038/s41467-021-22250-9