第一作者：Cong Tian, Roham Dorakhan, Joshua Wicks
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生物質是一種從大氣中捕獲碳的可再生原料，可用于生產有價值的化學品和燃料。本文探討了電化學方法如何影響生物質的增值，重點在于識別利用可再生電力和原料通過電特權轉化產生增值產品的化學轉化。
首先，我們建議該領域應探索擴大從生物原料衍生的平臺化學品的范圍，從而提供通向傳統上從石油衍生的分子的途徑。
其次，我們確定了從生物質中通過電催化生產高能燃料的機會，這些燃料利用水作為氫源，可再生電力作為驅動力。最后，我們考慮了電化學解聚的潛力，以保留在傳統解聚路線中嚴苛預處理過程中會丟失的原料中的關鍵官能團。
基于這些重要事項，我們提出了生物質與電化學整合的路線圖，并提供了進一步挖掘電化學生物質增值潛力所需的里程碑。
綜合分析了生物質轉化過程中所需的能量，包括不同生物質原料和相應工藝對獲得高能量密度和高氫碳比產品的影響。
圖中展示了多種生物質原料的平臺化學品，以及通過不同過程獲得的產品類別和它們的能量輸入（PEI）評分。這些評分基于加工溫度、壓力和分離能量，提供了對不同轉化過程能量需求的半定量評估。
提供了過去十年中電化學轉化生物質平臺化學品的研究概況。它包括了氧化和還原反應的示例，以及它們的產物和反應物。
還突出了生物乙醇、乳酸、HMF、糠醛和甘油等生物質衍生化學品作為電化學轉化研究的重點，因為它們具有較大的市場規模和應用潛力。
電化學生物質增值的不同途徑，包括從生物質平臺化學品到燃料和化學品的轉化。強調了電化學過程在生物質轉化中的優勢，如溫和的反應條件、可調的反應潛力和電解液的精細調控，以及它們在生產高能量密度燃料方面的潛力。此外，還比較了傳統熱化學過程和電化學替代方案在能量消耗方面的差異。
表提出了一個路線圖，展示了電化學和生物質轉化如何共同為實現2050年的凈零排放目標做出貢獻。概述了三個階段的里程碑，包括近期的科研成就、工業應用的轉化以及最終對實現凈零排放目標的貢獻。
本文提出了電化學方法在生物質轉化中的潛力和挑戰，并提出了一個路線圖，以實現生物質的高效利用和生產低碳生物燃料。
通過電化學轉化，可以溫和地處理生物質原料，選擇性地保留有價值的官能團，并生產出高能量密度的燃料和化學品。文章強調了電化學過程在生物質轉化中的電特權，即利用可再生電力作為低碳能源，以水作為氫源和CO2作為碳源進行烴類轉化。
此外，文章還提出了未來研究的方向，包括開發新的電催化劑、改進反應器設計和深入理解反應機制，以實現生物質轉化過程的優化和工業化。
標題：Progress and roadmap for electro-privileged transformations of bio-derived molecules
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