将废弃生物质和塑料转化为高附加值化学品和燃料是实现低值资源高值转化利用的重要途径。

以可再生电能为驱动力的电解水制氢耦合催化氧化技术便是其中的一条绿色新途径，在制备高值含氧化学品的同时联产绿氢，近来受到科研界和企业界的广泛关注。

电解水制氢耦合醇氧化可大幅降低电解水制氢的能耗，然而目前仍面临电流密度较低的问题，难以达到工业生产需求。

因此，如何实现在高电流密度下将甘油、乙二醇高选择性转化为乳酸、乙醇酸是当前科研人员面临的一个重要挑战。

近日，清华大学段昊泓副教授和北京化工大学栗振华副教授通过构筑含吸附-催化双活性位点的 Au/Ni(OH)2 协同催化剂，强化了反应物在催化剂表面的传质吸附和催化过程，实现了工业级大电流密度下甘油和乙二醇选择性催化氧化制备乳酸和乙醇酸（选择性分别达到 77% 和 91%），同时耦合电解水制氢。

为了验证在模拟工况条件下的催化剂性能，研究团队利用自制的无隔膜电堆实现了大电流下甘油、乙二醇选择性氧化制备乳酸（产量：56.9 mmol/h；选择性：65%）和乙醇酸（产量：36.8 mmol/h；选择性：94%），同时阴极联产氢气，显著低于目前商业碱性电解水制氢的电耗。

为了进一步证明该研究成果的实际应用潜力，研究团队分别以食用油和 PET 塑料瓶为原料，通过水解工艺将其转化为粗甘油和乙二醇，利用无隔膜电堆成功将粗甘油、乙二醇高值转化为乳酸、乙醇酸，同时阴极联产氢气。

研究表明，电解水制氢耦合催化氧化策略对生物质和塑料等废弃资源的升级再造有着重要的科学意义及实际应用潜力。

相关研究论文以“Electrocatalytic Upcycling of Biomass and Plastic Wastes to Biodegradable Polymer Monomers and Hydrogen Fuel at High Current Densities”为题，已发表在科学期刊 Journal of the American Chemical Society 上。