原创成果：“10 kW级电解水制氢耦合绿色氧化制2, 5-呋喃二甲酸技术”通过中国石油和化学工业联合会科技成果评价

2025年4月22日，中国石油和化学工业联合会（以下简称：石化联合会）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。石化联合会李彬副会长、科技与装备部李永亮主任和邢雪健主管，中国化工报高级经济师闫俊荣记者，北京化工大学段雪院士、王峰副校长、培育负责人朴丽锦以及项目组全体成员参加了本次会议。

会上，邵明飞教授汇报了项目的工作报告、研究报告及查新报告；现场考核专家组组长林海波教授汇报了现场72 h运行的考核报告。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主要合作完成，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。

项目成果通过科技成果评价，不仅是对科研项目的高度肯定，更是对项目团队长期以来坚持原创思想引领下的科学创新与技术创新相融合的研究范式的认可。项目团队将以此为契机，加大科研投入力度，推动科研成果的高效转化与实际应用，目前正在开发千吨级工艺技术包，为产业化奠定基础。

本项目的完成受到国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目、面上项目、以及衢州资源化工创新研究院自主项目的支持。项目开发的反应器和化学品依托衢州资源化工创新研究院已逐步对外销售。