Integrated electrochemical and chemical system for ampere-level production of terephthalic acid alternatives and hydrogen

对苯二甲酸 电化学 生产(经济) 安培 制氢 工艺工程 化学 生化工程 材料科学 纳米技术 电气工程 有机化学 工程类 电流(流体) 电极 聚酯纤维 物理化学 经济 宏观经济学
作者
Lin Chen,Chang Yu,Xuedan Song,Junting Dong,Jiawei Mu,Jieshan Qiu
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:15 (1): 8072-8072 被引量:109
标识
DOI:10.1038/s41467-024-51937-y
摘要

2,5-Furandicarboxylic acid (FDCA), a critical polymer platform molecule that can potentially replace terephthalic acid, coupled hydrogen coproduction holds great prospects via electrolysis. However, the electrosynthesis of FDCA faces challenges in product separation from complex electrolytes and unclear electrochemical and nonelectrochemical reactions during the 5-hydroxymethylfurfural (HMF) oxidation. Herein, an electrochemical/chemical integrated system of alkaline HMF-H2O co-electrolysis is proposed, achieving distillation-free synthesis of high-purity FDCA by acidic separation/purification and hydrogen coproduction. This system achieves ampere-level current densities of 812 and 1290 mA cm−2 at potentials of 1.50 and 1.60 V, with nearly 100% FDCA yield and HMF conversion in only 6 min at 1.50 V. The electrooxidation of HMF involves a coupling of electrochemical and nonelectrochemical reactions, wherein the aldehyde group is dehydrogenated and oxidized, followed by dehydrated and oxidized of the hydroxyl group, ultimately forming FDCA. Concurrently, nonelectrochemical reactions of intermolecular electron transfer occur in HMF and aldehyde group-containing intermediates. The development of 2,5-furandicarboxylic acid is crucial for advancing polymer chemistry, but challenges in product separation in electrosynthesis remain. Here, the authors introduce an integrated electrochemical and chemical system, achieving high-purity 2,5-furandicarboxylic acid synthesis and hydrogen coproduction without the need for distillation.
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
煎饼煎饼发布了新的文献求助10
刚刚
LULU发布了新的文献求助10
1秒前
qqq完成签到,获得积分10
2秒前
迷人大炮完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
Owen应助留胡子的大楚采纳,获得10
4秒前
5秒前
小二郎应助任性的无春采纳,获得30
5秒前
Star完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
7秒前
7秒前
雪域完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
欢呼鼠标完成签到,获得积分10
7秒前
dong发布了新的文献求助10
7秒前
阳光BOY发布了新的文献求助10
7秒前
彩色铅笔发布了新的文献求助10
8秒前
刘旭晴完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
LIM完成签到,获得积分10
10秒前
雪域发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
Wei完成签到,获得积分10
12秒前
keyan完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
阿司匹林发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
14秒前
何蒙库鲁兹完成签到 ,获得积分10
15秒前
Orange应助阳光BOY采纳,获得10
15秒前
16秒前
16秒前
任性的无春完成签到 ,获得积分10
16秒前
清脆梦芝完成签到,获得积分10
17秒前
无语发布了新的文献求助10
17秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(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
Molecular Mechanisms of Photosynthesis, 4th Edition 1000
Organic Reactions, Volume 116 1000
Current concepts in cutaneous toxicity : proceedings of the Fourth Conference on Cutaneous Toxicity, Washington, D.C., May 9-11, 1979 1000
The recovery-stress questionnaires : user manual 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7259569
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8881545
关于积分的说明 18766422
捐赠科研通 6939683
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3201633
关于科研通互助平台的介绍 2375437
邀请新用户注册赠送积分活动 2177387