表面氟化BiVO₄光电极

甘油制甲酸提速

利用动态双氢键加速C–C键断裂，解决甘油氧化动力学缓慢的核心难题。

刘阳 · 尚会姗 · 张冰 · 闫东鹏 · 项顼

Nature Communications 2024

具体参数

甲酸选择性

{'zh': '79', 'en': '79'} %

太阳能到氢气转化效率

{'zh': '5.8', 'en': '5.8'} %

技术优势

加快C–C键断裂

表面氟化形成的F–Bi–F位点与水分子的相互作用产生动态双氢键，光照下促进羟基自由基生成，加速甘油C–C键断裂动力学。

无需外加偏压

自供电串联器件由光阳极和阴极集成，仅靠光照即可同时完成甘油氧化和产氢，省去外部电源。

酸性介质中稳定运行

该体系在酸性电解质中实现了高选择性和高效率，避免碱性条件下甘油氧化常见的副反应和催化剂腐蚀问题。

应用场景

• 人工光合作用：将生物质甘油氧化与产氢耦合，模拟自然光合作用合成高值化学品。
• 生物质转化：把生物柴油副产物甘油升级为甲酸，提升生物质利用价值。
• 光电化学电池：直接用作光阳极，无需修饰即可在酸性介质中高效氧化甘油。
• 太阳能制氢：与甘油氧化耦合，降低产氢能耗并提高太阳能利用效率。