甲醇（CH3OH）制氢是一种能源可持续的生产乙醇的方式，但它通常会导致大量的CO2排放。甲醇选择性转化为H2和有价值的化学原料提供了一个有前途的策略，但其受到恶劣的操作条件和低转换效率的限制。
基于此，湖南大学王双印教授和陶李助理教授等人报道了通过在双功能Ru/C催化剂上耦合热催化甲醇脱氢和电催化氢氧化，实现了甲醇高效生产高纯度H2和CO。测试发现，当电池电压为0.4 V、温度为200 °C时，可获得纯度为99.9%的高产率H2（558.54 mmol h-1 g-1），优于传统的热催化和电催化工艺，且CO是阳极的主要产物。通过DFT计算，作者阐明了不同施加电位对甲醇热催化脱氢性能的影响。作者研究了Ru(101)表面反应中间体的优化构型。通常，CH3OH脱氢的反应机理为*CH3OH → *CH3O(TS1) → *CH2O + *H2(TS2) → *CH2O(TS3) → *CHO + *H(TS4)→*CO + *H2。然后，相应的自由能图和动力学势垒如图所示。在整个反应过程中，*CH2O + *H2的生成是决定反应速率的步骤，其上坡势垒为+0.60 eV。随着施加电位从0.0到0.1 V的增加，能垒降低到+0.50 eV，表明随着施加电位的增加，C-H裂解动力学更快，脱氢反应热力学更有利。Electrocatalysis Boosts the Methanol Thermocatalytic Dehydrogenation for High-Purity H2 and CO Production. J. Am. Chem. Soc., 2024, DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.3c13240.
