国际领先！FDCA绿色电合成技术获突破

近日，中国石油和化学工业联合会在北京组织专家召开了由北京化工大学、清华大学和衢州资源化工创新研究院合作完成的“10 kW级电解水制氢耦合绿色氧化制2, 5-呋喃二甲酸技术”科技成果评价会。

评价委员会由中国科学院原副院长张涛院士、中国石油大学（北京）徐春明院士、中国科学院福建物质结构研究所所长曹荣研究员、吉林大学林海波教授、中石化石油化工科学研究院有限公司副院长林伟研究员、北京大学郭少军教授和南京大学祝艳教授7位专家组成。评价委员会审阅了相关技术资料，经质询和讨论，评价委员会认为，该成果总体达到国际领先水平，一致同意通过评价。

本次评价的成果主要针对电解水制氢“提效降本”难题，基于段雪院士提出的“电解水制氢耦合氧化”原创思想，由北京化工大学和清华大学两个年轻团队为主合作完成，其中北京化工大学构建了技术及工程体系，清华大学构建了科学体系，衢州资源化工创新研究院为工程化放大提供了平台。项目成果的主要创新点包括：

1. 开发了电解水制氢耦合5-羟甲基糠醛（HMF）氧化制2, 5-呋喃二甲酸（FDCA）生产工艺。发明了高效的阳极HMF氧化制FDCA和阴极制氢催化剂，并实现了公斤级制备，发展了催化剂涂覆膜和电沉积等电极制备技术，单电极面积800 cm2，催化剂具有良好的稳定性。

2. 创制了连续流动固态聚合物电解质反应器，实现了安培级电流密度下，阳极端HMF选择性氧化制高浓度FDCA（1.25 mol L−1），HMF单程转化率达95.0%，FDCA选择性达95.0%；后续产物分离获得了高纯度的FDCA，达到了聚合级。阴极端氢气纯度≥99.99%，产氢能耗比传统电解水制氢技术能耗降低约20%，实现了绿氢提效降本。

3. 自主设计建成了首套20 kW电解水制氢耦合氧化反应装置。通过反应器几何尺寸和数字放大，实现了性能稳定的线性放大，突破了千瓦级的电解水制氢耦合FDCA合成的瓶颈。该装置最大电流密度可达1.0 A cm−2，FDCA最大产能可达56吨/年，氢气最大产能可达27240 Nm3/年，远超国内外相关报道。

围绕本次成果鉴定，项目组在Nat. Catal.，Nat. Commun.，J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.，Chem，AIChE J.等国内外高水平化学化工类期刊发表论文30篇，获授权国家发明/实用新型专利9件，申请PCT专利2件、注册商标1件、制订企业标准3项，构筑了自主知识产权体系。