电化学合成通过利用可再生电力驱动反应化学，为化学工业脱碳提供了机会。在电极上进行氢化化学反应(即电化学氢化)的潜力特别有吸引力，因为10-20%的精细化工生产过程至少需要一个氢化步骤。电化学加氢还可能用于燃料和生物燃料的升级。电化学加氢的主要挑战是确定催化剂有效介导两个不同的反应步骤：1）质子还原形成活性氢原子和底物加氢。这一挑战促使我们考虑能够针对这些工艺中的每一种使用不同催化剂的电化学技术。这项任务引起了人们对使用电催化钯膜反应器（ePMR）作为在涂有催化剂的膜的两侧执行每个过程的平台的关注。化学室与电化学室的物理隔离使氢化反应可在具有高底物溶解度的有机溶剂中进行,同时消除了将电解质与氢化产物分离的需要。
有鉴于此，北英属哥伦比亚大学Curtis P. Berlinguette等人，系统分析了钯膜和位于膜加氢表面的一层薄的二级金属催化剂(Pt, Ir，或Au)，证明了ePMR体系结构的效用。
本文要点
1）电催化钯膜反应器(ePMR)利用电和水来驱动加氢，而不需要使用氢气。该装置包含钯膜，以物理方式将反应性氢原子的形成与不饱和有机底物的氢化分开。这种分离提供了一个机会，可以独立地测量表面的氢化反应，而无需任何竞争的H2活化或质子还原化学反应。
2）利用这一特性来测试涂覆在钯膜上的不同金属催化剂是如何影响C=O和C=C键的氢化速率的。加氢发生在二级金属催化剂上，而不是下面的钯膜上。这些二级催化剂也有助于加速反应，并吸引更高的氢通量通过膜。
3）结果表明，氢化发生在二级金属催化剂上，而不是底层的钯箔上，二级催化剂决定了C=O和C=C键的反应活性。底物氢化与质子还原的分离能够确定Au是一种活性的C=O键氢化催化剂，这一发现与块状Au是劣质氢化催化剂的说法相反。还表明，由薄的二级催化剂膜介导的加速氢化化学增加了H原子通过膜向反应位点的传输。
总之，该工作揭示了使用热或电化学加氢实验对加氢化学的见解。
参考文献：
Aiko Kurimoto et al. Physical Separation of H2 Activation from Hydrogenation Chemistry Reveals the Specific Role of Secondary Metal Catalysts. Angew., 2021.
DOI: 10.1002/anie.202017082
https://doi.org/10.1002/anie.202017082
