可再生电力驱动生物质电氧化转化是绿色化工与氢能耦合的关键路线。将5-羟甲基糠醛（HMF）转化为生物塑料核心单体2,5-呋喃二甲酸（FDCA）同步联产绿色氢气，是替代传统化石炼制的前沿技术。现有HMF电氧化（HMFOR）体系通常依靠电解液酸碱度被动调控氧化路径，并且面临高底物浓度下易发生底物自聚合、中间体大量堆积与催化剂长期稳定性等难题。
近日，计算胜平负计算器曾宪海团队通过感应加热超快合成策略精准构筑具有原子级Ru-NiMn活性位点的电催化剂，系统结合原位谱学、电化学测试与理论计算，厘清催化剂界面脱质子行为与HMF上醛基/羟甲基氧化通路的内在关联，大幅提升生物质分子电氧化耦合析氢综合性能，相关成果发表于国际期刊Joule，论文题为Rapidly constructed Ru-NiMn sites regulate the -CHO/-CH2OH pathway and deprotonate to elevate biomass-derived molecule electrooxidation。
研究证实，原子级Ru通过促进去质子化，促进了Niδ+物种（δ≥3）的形成，从而促进了底物中C-H键的断裂。同时，Ru-Mn位点精确调控了HMFOR反应路径，使其从优先氧化羟甲基转变为优先氧化醛基，进而减少了不稳定的DFF中间产物的停留。流动电解体系中的HER耦合HMFOR可在工业级电流密度下运行，初步的技术经济分析（TEA）证实了该策略的经济可行性。此外，本文还提出了一个由感应加热支持的原位热电催化系统。
本研究揭示了催化剂活性位点与HMFOR反应路径之间的构效关系。突破传统pH调控HMFOR路径的局限，为可工业化生物质电氧化体系设计与高效电解系统构建提供了清晰理论指导与完整工程方案。
该项研究工作在曾宪海教授的指导下完成，博士生苑少宇为第一作者。本研究得到国家重点研发计划（2021YFC2101604）、国家自然科学基金（U23A20123, 22278339, 22408204）与福建省科技重大专项项目（2022YZ037013）等支持。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.joule.2026.102545
（能源学院）
