洁净煤技术

作者：雷睿鹏, 应芝, 郑晓园, 豆斌林, 崔国民

关键词：生物质,制氢,电解水,电化学氧化,反应耦合

在全球“双碳”目标背景下，利用可再生能源电力驱动电解水与生物质电化学转化，可协同生产绿氢与高附加值化学品，既有助于间歇性可再生能源以化学能形式高效存储，又提升了生物质利用的经济可持续性，具有重要战略意义。系统综述了生物质电化学转化耦合水电解制氢技术，利用原始生物质及其衍生物（醇类、呋喃类、木质素、生物炭等）的氧化反应替代析氧反应，在低能耗产氢的同时，联产甲酸、2,5−呋喃二甲酸及功能炭等高值化学品，实现能源转化与资源循环的协同优化。该技术凭借热力学与动力学优势，通过催化剂设计与新型电解装置开发，在千瓦级工业电流密度下实现稳定运行，验证了工程可行性。然而，当前仍存在原料异质性导致选择性控制困难、阳极催化剂易钝化与寿命短、规模化传质与产物分离成本高昂三大瓶颈。未来突破方向需聚焦高活性、高选择性和高稳定性电催化剂设计，电解反应器与工艺系统创新，基于原位动态过程的反应机理研究以及全流程系统集成与工艺耦合，从而推动该技术从实验室走向规模化应用，为绿色氢能与生物质精炼的融合发展提供系统解决方案。

来源：2026年第2期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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