该研究成果有望打破己二腈生产过程中对铅、镉等重金属电极的依赖，同时显著降低电耗，让化工生产过程更环保、更节能，为尼龙产业链的绿色转型提供全新思路。《科学》(Science)期刊于10月2日在线发表这项研究成果。

团队研究发现，苄基三己基铵改造碳电极界面的效果非常显著。在碳电极上，借助这一特殊分子，己二腈选择性超过80%，法拉第效率达到72.9%。相比之下，传统的四丁基铵体系在碳电极上选择性低、效率差，尤其在高电流密度下迅速衰减。

实验结果证明，在相同电流密度下，新体系所需电压更低，能量效率更高，让原本副反应多、不适合用的碳电极变得高效可用。

为验证成果的工业潜力，研究团队构建了两电极电解槽，阳极用泡沫镍，阴极用碳，电解液中含特殊分子。在50mA/cm²电流密度下，新体系的电压比传统铅-镍体系低约360mV，能量效率显著提升。

但长期运行中，研究团队发现电流和己二腈产率会逐渐下降，原因是过程中会形成油状副产物，堵塞电极界面。受电化学中脉冲电位控制的启发，团队设计了“方波脉冲”策略，让阳离子在电极表面反复吸附-脱附，动态刷新界面。

在脉冲策略下，三电极体系的己二腈选择性进一步提升，副产物比例也可以调控。这意味着，碳电极体系能超越过往的生产效率，且更加绿色、环保，传统铅、镉体系的生产路径有望被颠覆。

目前，这项技术距离大规模工业部署仍有距离。下一步，研究团队将进一步提高己二腈的选择性与合成效率，充分展示成果的工业化潜力，让产业链看到其应用前景;同时，优化电化学反应中与负极配对的正极反应，改善整个电解体系的性能。

来源：DT新材料