北京化工大学/清华大学，Nature Catalysis！

主要观点总结

该研究在“Nature Catalysis”期刊上发表了一篇题为“Selective electrooxidation of 5-hydroxymethylfurfural at pilot scale by engineering a solid polymer electrolyte reactor”的论文，研究团队通过构建基于固体高分子电解质（SPE）结构的电解反应器系统，实现了高浓度2,5-呋喃二甲酸（FDCA）的电合成。该反应器能够在工业相关的电流密度下实现FDCA的高选择性、高法拉第效率和高产物浓度，并且能够在较低的电流密度下连续稳定运行。此外，研究团队还构建了4.3kW的模块化电解平台，成功将FDCA的试点产率提升至33kg/天，验证了技术的放大潜力。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景与成果

该研究展示了通过反应器工程实现可持续化学品在电化学过程中选择性和规模化生产的能力。研究团队首次构建了基于固体高分子电解质（SPE）结构的电解反应器系统，实现了高浓度FDCA的电合成，该成果为可持续塑料单体的电合成向规模化发展迈出了重要一步。

关键观点2: 反应器系统的优势

该SPE反应器系统通过有效调控法拉第副反应和非法拉第副反应，在工业相关电流密度下实现了FDCA的高选择性、高法拉第效率和高产物浓度。同时，系统采用模块化扩展策略，成功构建了4.3kW的电化学平台，实现了FDCA的试点规模产率。

关键观点3: 技术挑战与未来研究方向

虽然该研究取得了显著的成果，但仍面临一些技术挑战，如提升可扩展性、运行稳定性与经济可行性。未来研究应聚焦于开发更大尺寸的工作区和更多串并联模块的连续流动电化学系统，改进电催化剂/电极及离子交换膜，优化电解参数，提升上游HMF合成技术，优化分离提纯技术，以实现更大规模的反应和降低整个FDCA电合成过程的成本。

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