5-ヒドロキシメチルフルフural (HMF) を 2,5-ビス(ヒドロキシメチル)フラン (BHMF) へ選択的に水素化することは、バイオマスの価値向上において重要である。ナノスケールのゼロ価鉄 (nZVI) は持続可能なH2フリーの代替手段を提供するが、基質へのアクセスを妨げ、非選択的な経路を誘導する堅牢な界面水層によってその効率は大幅に抑制される。本研究では、nZVI上に原子分散ニッケル (Ni) サイトを設計し、表面プロトン結合電子移動 (PCET) を調整することによりこの制限を克服した。メカニズム的には、電子不足状態のNi原子 (Niδ+) が "電子ポンプ" として機能し、HMFの-CHO基に向けて電子を供給するための直接的な縦方向内球チャネルを確立する。同時に、Niδ+ サイトは隣接する格子酸素に対する水素結合を弱めることで迅速なプロトン放出を促進する。Niδ+ による電子変調は近接する格子鉄を強いルイス酸に変化させ、バルク水を極性化し、吸着されたHMFへの継続的な横プロトンシャトルを作成する。この直交PCETシステムは、電子選択性を10.6%（未処理のnZVI）から81.6%に大幅に向上させ、室温条件下で>95%のHMF変換（20-150 mM）を達成し、>95%のBHMF選択性を実現し、未処理のnZVI（<10%変換）を桁違いに上回った。この研究は、界面PCET経路を設計することで古典的な溶媒抑制を逆転させることができることを示し、効率的な水素化のための一般的なルートを開きます。
Pei ら (Fri,) がこの問題を研究した。