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

来源：科技日报
记者：符晓波

7月10日，生物术突塑料厦门大学传来重磅科研进展：该校能源学院曾宪海教授团队成功开发出一种创新的质高生物质转化电解技术。该技术能将废弃秸秆、效转现垃木屑等农林废弃物高效转化为制造生物基塑料的化关关键原料，并同步产出绿色氢气。键技圾造相关研究成果近日已发表在国际顶级能源期刊《焦耳》（Joule）上。望实

痛点：传统塑料依赖石油，产绿HMF转化难题待解

传统化工塑料产业高度依赖不可再生的生物术突塑料石油资源。其中，质高5-羟甲基糠醛（HMF）被视为极具潜力的效转现垃生物质平台分子，其经氧化生成的化关5-呋喃二甲酸（FDCA）是制造生物基塑料的核心原料。

然而，键技圾造长期以来，望实HMF向FDCA转化的产绿氧化反应路径难以精准调控，导致转化效率低下，生物术突塑料严重制约了该技术的工业化放大应用。

突破：电磁感应原理赋能，打造催化剂“精准导航”

针对上述技术瓶颈，研究团队巧妙借鉴电磁炉电磁感应加热原理，实现了技术层面的重大突破：

1. 精准锁定催化点位：团队快速在电极表面锁定钌镍锰（Ru-Ni-Mn）三金属元素的催化点位。
2. 加速反应进程：以钌（Ru）元素作为反应“助推器”，显著加速反应脱质子过程。
3. 协同调控路径：采取钌、锰协同调控策略，引导醛基优先氧化，有效规避了因产生过多中间产物而导致的无效副反应。

这一创新方法相当于为催化剂装上了“精准导航”，从源头上破解了氧化反应路径不可控的行业难题。

工程化：解决高浓度粘连问题，实现工业级稳定运行

除了反应路径控制，原料浓度提高导致的HMF分子粘连（形成腐殖质致使催化剂失效）也是阻碍技术放大的另一大障碍。

为此，研究团队配套设计了新型催化剂及流动电解系统。经测试，该系统能够在工业级的大电流条件下长期稳定运行，彻底解决了高浓度下的催化剂失活问题。

意义：提供从实验室到工厂的完整工程方案

该成果不仅是一项基础科学突破，更给出了生物质转化从实验室走向工厂的完整工程方案。这为未来利用可再生生物质替代石油炼制，实现塑料原料绿色化及绿氢规模化生产，提供了清晰的理论依据与实操方向。

(责任编辑：综合)