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甲酸作為一種有前途的氫能載體，在構建完整的氫經濟產業鏈中發揮著不可替代的作用。目前，甘油氧化輔助水電解已成為一種具有成本效益的綠色HCOOH和H₂聯產方式，但同時提供高電流密度和法拉第效率(FE)仍然是一個巨大的挑戰。因此，目前迫切需要開發和設計出有效的HCOOH和H₂聯產電催化劑。

基于此，中國科學技術大學謝毅、章根強和肖翀等報道了一種同步策略，在鎳泡沫上生長三元NiVRu-LDHs納米片陣列(NiVRuLDHs NAs/NF)以提升析氫和甘油氧化動力學。

實驗結果表明，合成的NiVRu-LDHs NAs/NF在1.24 V_RHE就能夠達到10 mA cm^?2的電流密度、在1.40 V_RHE時甲酸的高法拉第效率(FE)達到97%，以及其HER在10 mA cm^?2的電流密度處只需要35 mV的HER過電位。

此外，在引入Ru后，其他生物質衍生醇(如甲醇、乙醇、乙二醇和苯甲醇)的電氧化性能也可以得到提高。利用NiVRu-LDHs NAs/NF集成的電催化系統只需1.933 V就可以驅動1 A cm^?2的工業級大電流密度，能耗低至4.62 kWh m^?3 H₂(比水電解降低能耗10.1%)；它的甲酸和H₂生產率分別為12.5和17.9 mmol cm^?2 h^?1，FE分別接近80%和96%。

原位拉曼和密度泛函理論(DFT)計算表明，NiVRu/LDHsNAs/NF電極上Ni^II/Ni^III氧化還原活性物質的形成有效地促進了甘油向甲酸鹽的轉化。其中，加入的Ru原子可以優化氫的吸附行為，并加速甘油氧化過程中Ni^II氧化為Ni^III和C-C氧化裂解。總的來說，這項工作不僅為構建高效電催化劑提供了指導，而且顯示出集成電催化體系中H₂與增值化學品的大規模合成的巨大潛力。

Electrochemical Biomass Upgrading Coupled with Hydrogen Production under Industrial-level Current Density. Advanced Materials, 2023. DOI: 10.1002/adma.202300935

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AM：甘油氧化代替OER，實現工業電流密度下低能耗制氫

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