Electrocatalytic Upcycling of Biomass and Plastic Wastes to Biodegradable Polymer Monomers and Hydrogen Fuel at High Current Densities

化学 乙二醇 电催化剂 乳酸 乙醇酸 甘油 化学工程 聚合物 生物量(生态学) 单体 有机化学 电化学 海洋学 地质学 工程类 物理化学 生物 细菌 遗传学 电极
作者
Yifan Yan,Hua Zhou,Simin Xu,Jiangrong Yang,Pengjie Hao,Cai Xi,Yue Ren,Ming Xu,Xianggui Kong,Mingfei Shao,Zhenhua Li,Haohong Duan
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:145 (11): 6144-6155 被引量:394
标识
DOI:10.1021/jacs.2c11861
摘要

Transformation of biomass and plastic wastes to value-added chemicals and fuels is considered an upcycling process that is beneficial to resource utilization. Electrocatalysis offers a sustainable approach; however, it remains a huge challenge to increase the current density and deliver market-demanded chemicals with high selectivity. Herein, we demonstrate an electrocatalytic strategy for upcycling glycerol (from biodiesel byproduct) to lactic acid and ethylene glycol (from polyethylene terephthalate waste) to glycolic acid, with both products being as valuable monomers for biodegradable polymer production. By using a nickel hydroxide-supported gold electrocatalyst (Au/Ni(OH)2), we achieve high selectivities of lactic acid and glycolic acid (77 and 91%, respectively) with high current densities at moderate potentials (317.7 mA/cm2 at 0.95 V vs RHE and 326.2 mA/cm2 at 1.15 V vs RHE, respectively). We reveal that glycerol and ethylene glycol can be enriched at the Au/Ni(OH)2 interface through their adjacent hydroxyl groups, substantially increasing local concentrations and thus high current densities. As a proof of concept, we employed a membrane-free flow electrolyzer for upcycling triglyceride and PET bottles, attaining 11.2 g of lactic acid coupled with 9.3 L of H2 and 13.7 g of glycolic acid coupled with 9.4 L of H2, respectively, revealing the potential of coproduction of valuable chemicals and H2 fuel from wastes in a sustainable fashion.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Ariel发布了新的文献求助10
刚刚
天天快乐应助yating采纳,获得30
1秒前
赵世璧完成签到,获得积分10
1秒前
时嗷发布了新的文献求助10
1秒前
xxaqs发布了新的文献求助10
1秒前
小二郎应助nature采纳,获得10
2秒前
小匹夫发布了新的文献求助10
2秒前
汉堡包应助茂利采纳,获得10
2秒前
3秒前
Gandyiii完成签到,获得积分10
3秒前
Swin完成签到,获得积分10
3秒前
李爱国应助邹泰然采纳,获得10
3秒前
生动的大侠完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
充电宝应助温柔发卡采纳,获得10
5秒前
liaolu完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
wcy完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
苹果熊猫完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
8秒前
张惠兰发布了新的文献求助10
8秒前
情怀应助Gandyiii采纳,获得10
8秒前
高兴璎完成签到,获得积分10
8秒前
飞柏发布了新的文献求助30
8秒前
9秒前
trouble虫虫发布了新的文献求助10
9秒前
彭于晏应助Frank采纳,获得10
9秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
9秒前
小夏完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
可爱的函函应助xl采纳,获得10
10秒前
10秒前
充电宝应助wuran采纳,获得10
11秒前
茂利完成签到,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Biotechnology Engineering 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5629915
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4721053
关于积分的说明 14971551
捐赠科研通 4787872
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2556612
邀请新用户注册赠送积分活动 1517713
关于科研通互助平台的介绍 1478302