5-羟甲基糠醛电氧化反应（HMFOR）最近在生物质转化领域引起了广泛关注。然而，HMFOR的动力学缓慢导致能量转化效率停滞。
在此，中国人民大学Tiancheng Mu精确定位了电极-电解质界面处氢键连接对HMFOR性能的影响。
文章要点
1）通过实验测试和分子动力学模拟，研究人员发现异质结构处内建电场导致的不均匀价态分布在偏置电位下会削弱界面氢键连接，从而促进反应过程中HMF的传质。
2）基于此，通过简单的湿化学方法组装的Ni(OH)2/Cu(OH)2表现出前所未有的性能，在1.5 V电位下电流密度为1.3 A cm-2。更重要的是，Ni(OH)2/Cu(OH)2在材料制备上可扩展，并且在使用100 mM HMF溶液作为流体相时在阴离子交换膜电解槽中连续稳定至少380小时。因此，可以同时实现催化剂的可扩展制备，高电流密度，高产率和选择性，高法拉第效率以及HMFOR在工业水平上的持续稳定性。
这项工作为从界面氢键连通性的角度增强生物基底物的电催化氧化提供了新的视角。
参考文献
Zhaohui Yang, et al, Weakened Hydrogen Bond Connectivity Promotes Interfacial Mass Transfer for Industrial Level Scalable Biomass Electrooxidation, Energy Environ. Sci., 2024
DOI: 10.1039/D4EE03482A
