以乙烯和氧气为原料级联电合成乙醇酸，能量效率达62.9%

《Nature Communications》：Cascade electrosynthesis of glycolic acid from ethylene and oxygen with an energy efficiency of 62.9%

　　

摘要

传统乙醇酸（GA）生产所用的甲醛羰基化工艺存在高污染和低纯度问题，促使人们寻找替代的绿色路径。在此，我们报道了一种用于 GA 电合成的级联转化策略，该策略集成了氧还原反应（ORR）、乙烯氧化和乙二醇氧化反应（EGOR）。该方法利用生成的过氧化氢（H₂O₂）作为氧化剂，在工业电流密度下实现了高能量效率。在整个方案中，GA 的法拉第效率（FE）在 300 mA cm^?2 时可达到 93.5%。通过将原料乙二醇（EG）替换为乙烯和 O₂，ORR-乙烯氧化-EGOR 级联转化策略显示出 62.9% 的改进能量转化效率，并显著降低了其总投入成本。经济分析表明，在 30 年的电解槽寿命下，级联系统的净利润达到 2680 万美元，分别是独立 ORR 和 EGOR 系统的 5.22 倍和 1.97 倍。