生物质高效转化关键技术突破有望实现垃圾造塑料产绿氢

科技日报讯（记者符晓波）7月10日，厦门大学传来消息：该校能源学院曾宪海教授团队开发出一项生物质转化电解新技术，能把废弃秸秆、木屑这类农林垃圾，高效转化为制造生物基塑料的关键原料，同时还能产出绿色氢气。相关成果刚刚发表在能源领域国际期刊《焦耳》上。

传统化工塑料高度依赖石油，这是业界老生常谈的问题。其中，5-羟甲基糠醛（HMF）作为一种极具潜力的生物质平台分子，经过氧化后生成的5-呋喃二甲酸（FDCA），正是制造生物基塑料的核心原料。但长期以来，HMF转化制备FDCA的氧化反应路径一直无法精准调控，转化效率偏低，工业放大困难重重。

针对这一难题，研究团队借鉴了电磁炉的电磁感应加热原理——在电极表面快速锁定钌镍锰三金属元素催化点位，并以钌元素作为反应“助推器”，加速反应脱质子。同时，采取钌、锰协同调控的方法，引导醛基优先氧化，有效规避了无效副反应产生过多中间产物。这个创新方法相当于给催化剂装上了“精准导航”，从源头破解了氧化反应路径不受控的难题。

此外，当原料浓度提高时，HMF分子会像面团一样粘在一起，形成腐殖质，导致催化剂失效。这也是阻碍技术放大的另一个障碍。为此，研究团队配套设计了新催化剂和流动电解系统，经测试可在工业级的大电流下长期稳定运行。

这项成果给出了生物质转化从实验室走向工厂的完整工程方案，也为未来可再生生物质替代石油炼制提供了清晰的理论和实操方向。