将生物质和塑料废物转化为增值化学品和燃料被认为是一个有利于资源利用的循环过程。电催化提供了一种可持续的方法，然而，提高电流密度并以高选择性制备市场所需的化学品仍然是一个巨大的挑战。

近日，清华大学段昊泓和北京化工大学栗振华团队报道了高电流密度下生物质和塑料废弃物电催化升级循环制备生物可降解聚合物单体和氢燃料。相关研究成果于2023年2月17日发表在《美国化学会杂志》。

该文中，研究人员展示了一种电催化策略，将甘油（来自生物柴油副产品）升级为乳酸，将乙二醇（来自聚对苯二甲酸乙二醇酯废物）升级为乙醇酸，这两种产品都是可生物降解聚合物生产的有价值单体。通过使用氢氧化镍负载的金电催化剂(Au/Ni(OH)2)，在中等电位下（0.95V vs RHE时为317.7mA/cm2，1.15 V vs RHE下为326.2mA/cm2）实现了乳酸和乙醇酸的高选择性（分别为77%和91%）。研究发现，甘油和乙二醇可以通过其相邻的羟基在(Au/Ni(OH)2)界面富集，显著增加了局部浓度，从而提高了电流密度。

作为概念的证明，研究人员使用了一个无膜流动电解器来循环甘油三酯和PET瓶，分别获得11.2克乳酸和9.3升H2，13.7克乙醇酸和9.4升H2，揭示了以可持续方式从废物中同时生产有价值的化学品和H2燃料的潜力。