将生物质原料电催化转化为可运输燃料和增值化学品因其具有可持续的特点而被视为传统化石燃料工业炼油厂的有希望的替代品。在阳极上发生的生物质电氧化{attr}3{attr}3222{/attr}1{/attr}(BEOR)是电催化炼油厂的关键{attr}3131{/attr}之一。由于产物的多样性和反应途径的复杂性，在甘油氧化(GOR过程中控制反应途径仍然具有挑战性，导致对所需产物的选择性差。因此，确定决定催化剂表面GOR基本步骤的关键材料特性至关重要。
基于此，华南理工大学陈燕和韩国浦项科技大学Jeongwoo Han等通过结合先进的光谱技术和密度泛函理论(DFT)计算，系统地揭示了氢氧化物催化剂中的质子和氧阴离子(脱)嵌入过程对GOR中的基本反应步骤的影响。实验结果表明，氢氧化物晶格中质子脱嵌的难易程度严重影响了GOR中的脱氢步骤，而氧阴离子脱嵌过程决定了产物脱附步骤和最终反应的选择性。GOR过程中NiCo氢氧化物中形成的氧空位增加了Co位点的d带填充，促进了随后的第二个C-C键断裂(甲酸生产的限速步骤)。由于促进了质子和氧(脱)嵌入过程，氢氧化镍钴表现出增强的GOR活性，在1.35 V下的电流密度高达100 mA cm-2，甲酸盐选择性为94.3%。此外，将GOR与制氢相结合，NiCo氢氧化物在1.33 V下就可产生10 mA cm-2的电流密度。总的来说，这种对质子和氧阴离子(脱)插层过程对生物质电氧化活性的关键影响的理解可以指导设计用于电催化炼油厂的高性能电催化剂。Promoting Biomass Electrooxidation via Modulating Proton and Oxygen Anion Deintercalation in Hydroxide. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-31484-0
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