近日獲悉，中國科學院金屬研究所研究團隊在工業級電流密度下電催化甘油氧化技術上取得突破，通過在反應液中添加微量銅離子，可有效解決催化劑在工業級大電流密度下的失效難題，大幅提升產物效率與穩定性。相關論文成果21日在國際學術期刊《自然-可持續發展》上發表。
甘油作為生物柴油產業的副產物，經氧化可升級為藥物、食品、護膚品及面料的重要原料。傳統的熱催化甘油氧化污染大、能耗高，而電催化甘油氧化技術以水為氧化劑、以綠色電能為能量輸入，為甘油氧化綠色升級提供了新路徑。
然而，電催化甘油氧化技術走向產業應用面臨一大瓶頸：在工業級的大電流密度下，鈷、鎳等常用金屬氧化物催化劑易發生氧化非晶化，催化劑的表面像被“電糊了”一樣變得松散、無序。這不僅使生產目標產物的效率大幅下降，還浪費電能與原料。
針對這一挑戰，研究團隊在反應液中添加微量銅離子，在反應過程中這些銅離子能在兩種價態間靈活切換，如同一層“動態鎧甲”，可有效維持催化劑表面的晶體結構，從而抑制非晶化。
經測試，銅離子的引入顯著提升了甘油氧化的產物效率，在6×6平方厘米的電極下，每小時可生產13.2克氧化產物，且能連續穩定運行超100小時，展現出大規模應用的工業化潛力。
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