金松Joule:與獨立半反應配對的氧化還原庫用於模塊化電化學合成

2021-02-06 催化計

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利用可再生電力進行增值化學品的電化學合成具有比傳統化學製造更具可持續性的優勢。然而，在傳統的電化學合成過程中，成對的陽極和陰極反應之間的緊密耦合限制了產物及其效率。


近日，威斯康星大學麥迪遜分校金松教授報導了通過將氧化和還原半反應與非均相氧化還原庫（RR）解耦和配對，成功實現了不同化學品的模塊化電化學合成（ModES）。RR由攜帶電荷的氧化還原活性物質組成，可以可逆地存儲和釋放電子和離子（例如，Na+，H+以及 OH-），從而使完整的電化學反應能夠使用研究人員所選擇的獨立半反應。




本文要點


要點1. 利用ModES方法，研究人員將各自的半反應與NaNiHCF材料的氧化和還原相結合，整合了兩個互補的氧化還原反應：將O2電化學還原為H2O2和將Na2SO4氧化為Na2S2O8（或將Cl2氧化為活性氯）。


要點2. 實驗結果顯示，ModES系統可以連續運行100個循環（36 h），並具有出色電壓效率以合成H2O2和Na2S2O8。這些強氧化劑對於分布式製造極具吸引力，無需運輸危險材料，並且可以按需電化學生產用於殺菌劑，消毒劑和環境應用。ModES設計突出了使用RRs實現有價值的化學品的高效、模塊化和按需電化學合成的前景。

 


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


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