夏 天，栗振華，2，邵明飛，2，段 雪，2

(1.北京化工大學(xué)化學(xué)學(xué)院，化工資源有效利用全國重點實驗室，北京 100029；2.衢州資源化工創(chuàng)新研究院)

氫氣是一種能夠?qū)崿F(xiàn)零碳排放的理想能源載體,在金屬冶煉、工業(yè)合成氨等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景[1-2]。國家發(fā)展改革委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》中明確提出氫能是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和未來產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向,是構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系、打造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的新增長點。工業(yè)制氫技術(shù)路線的發(fā)展主要分為3個階段,包括:①灰氫時代,即通過化石燃料燃燒制氫,其特點是生產(chǎn)路徑成本較低、工藝較簡單、技術(shù)較成熟,但在生產(chǎn)過程中會伴隨大量碳排放;②藍氫時代,即在灰氫生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上引入碳捕獲-轉(zhuǎn)化-利用-儲存(CCUS)過程實現(xiàn)碳中性,由于仍未擺脫傳統(tǒng)化石燃料的桎梏,因此藍氫被認為是一種技術(shù)過渡時期的產(chǎn)物;③綠氫時代,即利用可再生能源制取無碳氫氣,是未來氫經(jīng)濟的主要戰(zhàn)略方向,并且拓展了太陽能、風能、潮汐能等可再生能源的應(yīng)用場景[3-5]。發(fā)展綠氫可以規(guī)避碳參與過程帶來的能源損耗,符合國家提出的“安全為先,清潔低碳”氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本原則中“重點發(fā)展可再生能源制氫,嚴格控制化石能源制氫”的要求。

利用可再生能源發(fā)電驅(qū)動的電解水制氫技術(shù)是實現(xiàn)可再生能源制氫的重要途徑之一,是推動氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有效策略[6-16]。然而,目前電解水制氫技術(shù)仍面臨能耗大和電解效率低等問題,其原因之一在于陽極析氧反應(yīng)(OER)動力學(xué)過程緩慢,限制了陰極產(chǎn)氫效率,并且陽極產(chǎn)物氧氣的附加值較低[17-25]。如何降低電解水體系中陽極的氧化能壘,并實現(xiàn)氧的綜合利用是提高產(chǎn)氫效率、降低能耗、提升電解水制氫系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的關(guān)鍵[26-28]。利用電解水過程中陽極產(chǎn)生的“活性氧”催化熱力學(xué)上更有利的有機物氧化(替代OER過程),被證明是能夠降低電解水反應(yīng)電壓、提高陰極產(chǎn)氫效率的有效策略,同時能夠在陽極得到高附加值化學(xué)品以用于進一步分攤并降低制氫成本,最近受到科研界的廣泛關(guān)注[29-47],電解水制氫耦合有機物氧化示意如圖1(a)所示。近十年來,關(guān)于電解水制氫耦合有機物氧化的研究論文數(shù)量呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢,尤其是自2019年起相關(guān)工作成果猛增[見圖1(b)]。

圖1 電解水制氫耦合有機氧化示意及2013—2022年相關(guān)論文數(shù)量

本文綜述近年來電解水制氫耦合有機物氧化方面的研究進展。首先,對陽極水氧化產(chǎn)生“活性氧”的種類及其催化有機物選擇性氧化反應(yīng)機理進行了總結(jié),對比不同種類活性氧在各類反應(yīng)中的典型應(yīng)用。其次,重點討論通過強化反應(yīng)物吸附過程(包括構(gòu)建多尺度有序的結(jié)構(gòu)化催化劑、在催化劑表面構(gòu)筑吸附-催化雙活性位點、對催化電極進行表界面親疏水/油改性等),以提升反應(yīng)速率的研究進展。最后,對目前電解水制氫耦合氧化反應(yīng)器設(shè)計、穩(wěn)定電解技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)物分離等方面的最新研究工作進行介紹,并且對該領(lǐng)域的未來發(fā)展前景和面臨的挑戰(zhàn)進行展望和概述。

1 陽極活性氧種類及反應(yīng)機理研究

圖2 活性氧形成及作用機制示意

1.1 吸附態(tài)羥基類型活性氧(M—OH)

吸附態(tài)羥基(M—OH)通常是指在電解水過程中,水活化第一步在金屬(M)位點產(chǎn)生的吸附態(tài)活性氧物種[50]。如圖2(a)所示,在堿性電解水過程中,溶液中的OH-可以吸附在催化劑的金屬(M)位點上,并在電場作用下失去一個電子形成M—OH,M—OH可以被親核有機分子進攻實現(xiàn)對有機分子的氧化以及M位點的再生,再生后的M位點可以與溶液中剩余的OH-進一步電化學(xué)結(jié)合形成M—OH,實現(xiàn)對有機分子的持續(xù)氧化。研究結(jié)果表明,貴金屬基催化劑(Au,Pd,Ag等)能在較低電位[<1.0 V vs.RHE(可逆氫電極)]下形成M—OH型活性氧[66-67]。

對于貴金屬表面M—OH型活性氧的認識,Zope等[68]于2010年利用同位素試驗證實在堿性水溶液中Au對醇類物質(zhì)進行氧化時,氧源來自于堿溶液中的OH-。理論計算結(jié)果表明,Au表面直接活化乙醇O—H鍵的能壘較高,而當Au與溶液中的OH-結(jié)合生成Au—OH活性氧時,可以通過質(zhì)子轉(zhuǎn)移有效活化乙醇的O—H鍵并進一步活化C—H鍵。Zhang Yanyan等[56]將原位液相二次離子質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用于乙醇電催化氧化研究,成功證實了Au電極表面的Au—OH吸附物種是乙醇電催化氧化的真實催化活性位。作者證明電解液中的OH-在氧化電位下能夠化學(xué)吸附在Au電極表面形成Au—OH,同時乙醇在堿性環(huán)境中脫質(zhì)子化形成醇鹽陰離子并吸附在Au電極表面,Au—OH可以實現(xiàn)對吸附乙醇分子的脫氫氧化,并且通過調(diào)控反應(yīng)電位可以精確控制乙醇在Au電極表面的氧化速率,該工作揭示了Au—OH電催化醇氧化的作用機制。另外,研究證明雙金屬合金可以調(diào)控M—OH的生成。例如,Pd用于乙醇電催化氧化已被廣泛研究,其中一個重要步驟是通過Pd—OH的氧化作用去除吸附在Pd上的反應(yīng)中間體Pd—(CH3CO)ads。Lü Hao等[58]通過向Pd中摻雜Ag合成了Pd2Ag1納米線合金催化劑。該合金催化劑一方面可以提高Pd的利用率,產(chǎn)生更多Pd—OH用于乙醇高效氧化,另外形成的Ag—OH在動力學(xué)上可以協(xié)同推進乙醇的氧化過程。

目前,對M—OH型活性氧在堿性體系中的研究較為廣泛。除堿性反應(yīng)體系外,Ge Ruixiang等[53]提出在中性電解質(zhì)中貴金屬單原子Ru可以通過促進水分子解離產(chǎn)生Ru—OH活性氧物種,能夠增強醇氧化反應(yīng)的活性。該工作以中性條件下5-羥甲基糠醛(HMF)氧化反應(yīng)為模型反應(yīng),利用Ru1-NiO催化劑上形成的Ru—OH活性氧物種,實現(xiàn)在1.283 V vs.RHE低電位下的反應(yīng)。另外,中性電解液相比堿性電解液能夠抑制反應(yīng)過程中醛類產(chǎn)物的進一步氧化,成功實現(xiàn)將HMF高選擇性氧化為2,5-二甲?；秽?DFF)。

除了對貴金屬表面M—OH型活性氧的研究,近期研究人員發(fā)現(xiàn)非貴金屬催化劑也能夠在較低電位下形成M—OH型活性氧。例如,本課題組與段昊泓團隊[54]合作制備了一種錳摻雜CoOOH電催化劑,用于苯乙醇和苯乙酮等底物中C(OH)—C鍵的電化學(xué)氧化斷裂。研究證明在堿性電解質(zhì)中苯乙醇和苯乙酮會生成高反應(yīng)活性的親核中間體(分別是醇鹽和碳負離子),繼而被MnCoOOH催化劑表面產(chǎn)生的活性氧(Co—OH)氧化,最終發(fā)生C—C鍵的氧化斷裂生成苯甲酸,理論計算也證實了親核氧化相比于OER反應(yīng)在能量上更有利。另外,研究發(fā)現(xiàn)通過在Co3O4中摻雜單原子Bi取代CoOh3+位點可以促進CoTd2+的氧化,產(chǎn)生Co—OH活性氧[55]。作者通過分波態(tài)密度(PDOS)計算結(jié)果對Bi-Co3O4中Co—OH形成能降低的原因進行了解釋,即Bi-Co3O4具有更低的電荷轉(zhuǎn)移能,使電子更容易從占據(jù)的O 2p軌道轉(zhuǎn)移到未占據(jù)的Co 3d軌道,使Co—O鍵共價性增強,降低Co—OH的形成能壘。產(chǎn)生的Co—OH活性氧可以通過直接氧化機制催化甘油等分子中的羥基氧化和C—C鍵斷裂,實現(xiàn)甲酸產(chǎn)物的高選擇性制備。

本課題組[60]利用離子刻蝕和磷化法構(gòu)筑了一種雙功能CoNiP一體化電極(CoNiP-NIE),在1 mol/L KOH溶液中加入HMF,在CoNiP-NIE電極上施加1.46 V電壓時的電流密度可達20 mA/cm2,析氫速率為41.2 L/(h·m2),2,5-呋喃二甲酸(FDCA)產(chǎn)率為85.5 g/(h·m2)。原位拉曼光譜表征證實,CoNiP在電催化HMF氧化過程中經(jīng)歷了自身氧化為羥基氧化物和原位還原的動態(tài)過程,并且證實了M—OH是催化HMF氧化的活性物種。Ni基催化劑是被研究得最為廣泛的非貴金屬電催化劑,大多數(shù)Ni基催化劑的活性層為NiOOH,NiOOH表面存在的羥基活性氧物種能夠?qū)⒏视偷牟佳趸上鄳?yīng)的羧酸[59]。McGoetz等[57]設(shè)計了一種促進間接氧化、抑制直接氧化的機制,使NiOOH上的羥基活性氧物種在較低pH和較低電壓下實現(xiàn)了對甘油仲醇的氧化,控制C—C鍵的裂解和C2、C1產(chǎn)物的生成,得到主產(chǎn)物1,3-二羥基丙酮(DHA)。

1.2 晶格氧類型活性氧(M—O—M)

晶格氧(M—O—M)是構(gòu)成晶體結(jié)構(gòu)體相的氧,其活性受晶格氧的特定性質(zhì)及其配位環(huán)境的共同影響[52]。M—O—M的反應(yīng)活性、遷移率和可轉(zhuǎn)移性在有機物氧化中起著重要作用,合理地調(diào)節(jié)晶格氧的反應(yīng)活性和遷移率可以調(diào)節(jié)產(chǎn)物的選擇性分布。親核試劑會在晶格氧的作用下發(fā)生質(zhì)子和電子的轉(zhuǎn)移,晶格氧的可轉(zhuǎn)移性和氧化活性可以通過金屬材料與OH-的結(jié)合實現(xiàn)循環(huán)再生,并且可以通過調(diào)節(jié)晶格氧的配位環(huán)境等策略影響有機物分子的吸附行為。

晶格氧作用于有機物氧化反應(yīng)的路徑之一是催化劑與溶液中的OH-反應(yīng)脫H形成M—O—M,形成的M—O—M與親核試劑反應(yīng)并從親核試劑上拔氫,再次與溶液中的OH-離子反應(yīng)形成M—O—M[圖2(b)路徑一]。ChenWei等[62]以β-Ni(OH)2為模型催化劑,證明了在乙醇電催化氧化反應(yīng)過程中β-Ni(OH)2催化劑上會形成親電晶格氧(即Ni—O—Ni活性氧),可以與有機親核試劑發(fā)生反應(yīng)[β-Ni(OH)2+Nu→β-Ni(OH)O+Nu→β-Ni(OH)2+Nuoxidized]。作者對晶格氧參與有機分子氧化反應(yīng)機理進行了揭示:首先,β-Ni(OH)2催化劑發(fā)生電化學(xué)脫氫形成β-Ni(OH)O(表面產(chǎn)生Ni—O—Ni活性氧);其次,有機親核試劑在β-Ni(OH)O上自發(fā)氧化脫氫,同時將質(zhì)子轉(zhuǎn)移給催化劑實現(xiàn)β-Ni(OH)2的循環(huán)再生。此外,作者還通過摻雜Co2+或Mn2+來調(diào)節(jié)晶格氧的配體環(huán)境以降低第一步中β-M0.1Ni0.9(OH)2的脫氫能壘,實現(xiàn)親核試劑氧化反應(yīng)(NOR)活性的進一步提升。

晶格氧用于催化有機物氧化還存在另一種反應(yīng)路徑,即親核試劑在被晶格氧氧化時會奪走晶格氧中的氧形成氧空位,溶液中的OH-回填到氧空位上使催化劑復(fù)原[圖2(b)路徑二]。例如,Chen Yan團隊[61]通過向氫氧化鎳中摻雜Co促進羥基氧化物形成過程并暴露出更多的晶格氧位點。首先,甘油分子被吸附到晶格氧位點上,羥基質(zhì)子轉(zhuǎn)移到催化劑表面形成甘油醛,甘油醛被晶格氧第一次進攻后脫氫形成甘油酸酯中間體(*OOC—CHOH—CH2OH);一部分甘油酸酯中間體拔除活性氧的質(zhì)子形成甘油酸并留下氧空位,另一部分甘油酸酯中間體在活性氧上的吸附構(gòu)型發(fā)生改變,將質(zhì)子轉(zhuǎn)移到相鄰的晶格氧位點,再次或多次被晶格氧氧化成其他C3,C2,C1中間體或產(chǎn)物,產(chǎn)物從晶格中脫除時會在催化劑表面形成氧空位;最后,溶液中的OH-回填到氧空位將催化劑表面復(fù)原。

1.3 高價金屬表面活性氧[M(Ⅳ)O]

2 反應(yīng)物吸附過程強化提升反應(yīng)速率研究

圖3 反應(yīng)底物吸附過程強化機制設(shè)計示意

針對易溶醇類反應(yīng)底物,本課題組與清華大學(xué)段昊泓團隊合作[67]設(shè)計了一種氫氧化鎳負載Au納米顆粒的復(fù)合電催化劑(Au/Ni(OH)2),實現(xiàn)了工業(yè)大電流下乙二醇/甘油的高選擇性氧化制備乙醇酸。Au/Ni(OH)2催化劑在0.95 V vs.RHE時催化甘油氧化的電流密度達到317.7 mA/cm2,是純Au的3.4倍(92.3 mA/cm2);在1.15 V vs.RHE時催化乙二醇氧化的電流密度達326.2 mA/cm2,是純Au的兩倍以上(149.8 mA/cm2)。系列原位表征及理論計算證實甘油和乙二醇分子(以醇鹽形式存在)上的孤對電子能夠與Au的6p軌道形成σ鍵,同時鄰位羥基與Ni(OH)2表面羥基形成氫鍵,由此強化了界面處甘油/乙二醇分子的吸附作用,使醇分子吸附富集在Au—Ni(OH)2界面處;另外,在電場作用下,電解液中的OH-在Au表面被活化為Au—OH,實現(xiàn)對吸附態(tài)甘油/乙二醇的選擇性氧化。

對于難溶于水的底物,如酮類物質(zhì)等,雖然可以通過高速攪拌促進傳質(zhì)過程,但這種方式會增加設(shè)備投入成本,并且性能提升效果有限;通過對催化劑進行表面親油改性來強化底物分子與催化劑表面的接觸是解決難溶底物傳質(zhì)問題的有效策略之一。例如,本課題組與清華大學(xué)段昊泓團隊合作[69],以單層反平行的方式將表面活性劑十二烷基磺酸鈉(SDS)原位插層到Ni(OH)2催化劑層間,利用SDS和難溶底物分子間的親和作用,成功將環(huán)己酮氧化為己二酸,反應(yīng)速率相比單純Ni(OH)2催化劑時提高了3.6倍,并且法拉第效率從56%提高到93%。結(jié)構(gòu)表征結(jié)果發(fā)現(xiàn)插層SDS后的Ni(OH)2的層間距為2.9 nm,遠大于環(huán)己酮分子大小(0.6 nm),為環(huán)己酮的吸附富集提供了空間。另外通過系列電化學(xué)原位試驗和分子動力學(xué)模擬等證實了Ni(OH)2層間的SDS能夠強化對環(huán)己酮分子的吸附,提高催化劑附近局部的環(huán)己酮濃度[即增加了Ni(OH)2與環(huán)己酮分子的有效接觸],從而大幅提高了反應(yīng)速率。

3 電解水制氫耦合氧化系統(tǒng)的放大設(shè)計

從實驗室到工廠,反應(yīng)環(huán)境的放大并非線性,將催化劑進行放大制備、開發(fā)設(shè)計新型電化學(xué)反應(yīng)器是實現(xiàn)電解水制氫耦合有機物氧化工業(yè)化應(yīng)用的必由之路。連續(xù)自動化制備工藝可以保證催化劑物理化學(xué)性質(zhì)的均一和電化學(xué)性能的可控;而對于電解反應(yīng)器的設(shè)計,細化到不同電極、電解液、隔膜的選用和匹配均會影響整體電催化性能(包括反應(yīng)速率、產(chǎn)物選擇性、反應(yīng)能耗等)[70-73]。另外,電解器件性能優(yōu)化中的一個重要環(huán)節(jié)是對產(chǎn)物的分離純化和收集,為了降低能耗要考慮對能量的合理利用,包括對電力消耗的考量、焦耳熱的影響、對高鹽廢水的利用等。

首先,實現(xiàn)電解水制氫與有機物氧化的真正耦合需要解決陰/陽極之間電勢匹配的問題,否則就會導(dǎo)致電能的大量消耗。近期,本課題組[60]依據(jù)Nernst方程,通過改變電解質(zhì)的pH進而靈活地調(diào)整陰/陽極兩個半反應(yīng)的過電位,成功設(shè)計了一種陽極(堿性)和陰極(酸性)不對稱的流動式電解槽。通過將堿室(pH=14)甘油氧化與酸室(pH=0)產(chǎn)氫耦合,可將電解水的理論電壓降低到0.401 V。將所設(shè)計的不對稱電解池用于廢甘油電催化氧化,成功將1 kg預(yù)處理后的廢油轉(zhuǎn)化為905.8 g生物柴油,674.6 g甲酸鹽和27.3 g氫氣;隨后,通過中和結(jié)晶進一步得到高價值二甲酸鉀(KDF,產(chǎn)率達到72.8%)。另外,本課題組與清華大學(xué)段昊泓團隊合作[74]設(shè)計了一種零間隙膜電極組件(MEA)流動反應(yīng)器來降低歐姆損耗的影響,成功將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料轉(zhuǎn)化為甲酸鹽耦合陰極產(chǎn)氫。經(jīng)濟技術(shù)分析的評估結(jié)果顯示,在MEA電解池中1.8 V電壓下電流密度達到500 mA/cm2,陽極產(chǎn)物甲酸的選擇性大于80%。

在實際的生產(chǎn)過程中,除了考慮電解效率問題,還要考慮催化劑的耐久性。貴金屬基催化劑對于電催化有機物氧化具有較高的催化活性,但貴金屬自身容易被氧化導(dǎo)致失活。例如,Au基催化劑對于醇氧化具有優(yōu)異的性能,但在反應(yīng)過程中Au易被氧化成AuOx導(dǎo)致催化劑失活[75]。而在開路電壓下,醇分子自身的還原性可將AuOx還原為Au?；诖?開發(fā)了一種間歇性電壓輸入(IP)策略使Au基催化劑能在250～400 mA/cm2電流密度下持續(xù)反應(yīng)24 h,100～170 mA/cm2電流密度下穩(wěn)定運行108 h。與常規(guī)的恒電壓(CP)策略相比,使用IP策略能夠使醇氧化速率和產(chǎn)氫速率分別提升10倍和9倍,并且在300 mA/cm2的電流密度下能耗降低了33%。在流動電解槽中,工況條件下對該策略的可行性進行了評價,結(jié)果顯示利用IP策略,Au基電極可以在大電流下實現(xiàn)長時間穩(wěn)定運行(在2.0 V槽電壓下的絕對電流值高達4.8 A)。

4 結(jié)論與展望

利用可再生能源驅(qū)動的電解水制氫耦合有機物氧化是實現(xiàn)電解水制氫“提效降本”的有效途徑之一,有望成為“雙碳”目標下綠氫高效制備和化學(xué)化工綠色合成的重要發(fā)展方向。與傳統(tǒng)電解水制氫相比,在陽極利用有機物氧化替代析氧反應(yīng)可以降低整體電解水反應(yīng)電壓,降低能耗并提高陰極產(chǎn)氫速率,另外陽極耦合有機物氧化還為整個工藝流程提供了聯(lián)產(chǎn)高附加值化學(xué)品的機會(能夠進一步分攤并降低制氫成本)。近年來,對于電解水制氫耦合氧化的研究呈逐年遞增的趨勢,氧化產(chǎn)品也呈現(xiàn)出多樣化態(tài)勢。然而,該研究領(lǐng)域目前仍處于初始和基礎(chǔ)研究階段,尚未有工業(yè)化應(yīng)用案例報道。電催化劑的合理制備、電解槽的創(chuàng)新設(shè)計和適合的電解策略等依然是該領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)。結(jié)合當前電解水制氫耦合有機物氧化的發(fā)展趨勢,從以下幾個方向進行展望:

(1)雖然前人對電解水過程中陽極水活化產(chǎn)生活性氧的種類有了一定了解,但對于不同種類活性氧能量、壽命、離域性的判定尚待研究,另外如何實現(xiàn)活性氧與有機物氧化的匹配,實現(xiàn)產(chǎn)物高選擇性仍是該領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)之一。先進電化學(xué)原位/在線表征技術(shù)的開發(fā)[如原位電鏡、拉曼光譜、紅外光譜、X射線精細結(jié)構(gòu)(EXAFS)、電子自旋共振譜(EPR)]是解決該關(guān)鍵問題的必要手段,可以實現(xiàn)對電解水過程中陽極催化劑表面活性氧種類和濃度進行原位監(jiān)控;同時需要進一步結(jié)合密度泛函理論(DFT)模擬計算,從多個維度(時間、空間、電位等因素)研究活性氧在不同催化劑上的產(chǎn)生規(guī)律,以及對活性氧以及反應(yīng)物、中間產(chǎn)物、目標產(chǎn)物分子的能級進行模擬,理論上實現(xiàn)電極表面活性氧與有機反應(yīng)物和系列中間產(chǎn)物氧化反應(yīng)能級的匹配。

(2)催化劑表面如表面結(jié)構(gòu)、活性組分、反應(yīng)活性位點等在整個電催化過程中不斷變化,對單個氧化或還原反應(yīng)的真正活性位點進行檢測尚有難度,對氧化還原整個體系的原位檢測更具挑戰(zhàn)性。高效的催化劑是提升高值化學(xué)品選擇性和產(chǎn)率的關(guān)鍵,在電催化劑設(shè)計時應(yīng)考慮滿足低成本、穩(wěn)定性強、催化活性高的實用性要求,在對催化劑進行評價時,關(guān)注關(guān)鍵反應(yīng)中間體的識別,評估催化劑和反應(yīng)中間體的結(jié)合強度,調(diào)整催化劑設(shè)計以控制反應(yīng)活性和選擇性。此外,還需要發(fā)展自動連續(xù)化的生產(chǎn)工藝以實現(xiàn)催化劑到電極的均勻放大制備。

(3)合理地設(shè)計電解槽結(jié)構(gòu)不僅可以提高所需化學(xué)品的產(chǎn)量,還可以實現(xiàn)在兩個電極上同時產(chǎn)生高值化學(xué)品并對其進行分離(如選擇性膜的設(shè)備)與檢測。此外,當前電催化反應(yīng)大多發(fā)生在水溶液中,反應(yīng)體系受限,因此,有必要擴大溶劑的種類將其推廣到其他更多的反應(yīng)體系以滿足工業(yè)化需求。利用外場輔助實現(xiàn)對反應(yīng)過程的強化、促進傳質(zhì)將成為電解水制氫耦合氧化領(lǐng)域中的重要分支。