Replacing fossil resources as the primary source of carbon‐based chemicals by alternative feedstocks, while implementing more sustainable production routes, has become imperative for environmental and resource sustainability. In this context, lignin, often treated as a biomass waste, emerges as an appealing candidate, considering the principles of circular economy. For this pursuit, depolymerization methods offer potential strategies to harness lignin to produce valuable organic chemicals, while electrocatalysis processes stand out especially in the context of sustainability, as they can be powered by electricity from renewable sources. This minireview article explores the pivotal role of various electrocatalysts in lignin depolymerization, investigating both oxidative and reductive pathways. Emphasizing recent advancements, the review delves into the diverse nature of electrocatalysts and their influence on lignin valorization. Highlighting current trends, the discussion encompasses the catalytic mechanisms and selectivity of electrochemical processes employed for lignin breakdown. Additionally, some insights into emerging technologies are also offered, emphasizing the need for sustainable and efficient strategies. By providing an overview of the field, this minireview aims to guide future research endeavors toward innovative electrocatalytic approaches for lignin depolymerization, paving the way for sustainable biorefinery processes.

This study builds upon our experience with electrocatalyzed dearomatization of lignin in aqueous systems, which has shown to produce sodium levulinate, sodium 4-hydroxyvalerate, sodium acetate, and sodium formate as major products. Here, we extend this investigation by exploring a water/γ-valerolactone (GVL) solvent system for electrochemical depolymerization and dearomatization of lignin, using Na2CO3 as electrolyte. GVL, derived from biomass, has frequently been employed for biomass treatment, notably in the Organosolv process. Consequently, various biorefinery strategies have emerged utilizing GVL as a green platform, primarily for its potential in delignifying lignocellulosic biomass when combined with water and dilute acid. This study proposes electrochemical depolymerization of lignin in GVL as a step toward the concept of a bioelectrorefinery, aiming to convert lignin into aliphatic organic chemicals. Consistent with our prior work in aqueous systems, applying a current of −100 mA over 8 h yielded sodium levulinate, sodium 4-hydroxyvalerate, sodium acetate, and sodium formate. Confirmation was provided by liquid chromatography electrospray ionization high-resolution mass spectrometry, nuclear magnetic resonance, and infrared spectroscopy. These findings advance our understanding of GVL as a biomass-based platform, highlighting its potential not only for biomass treatment but also as a medium for converting lignin into valuable aliphatic chemicals.

Transitioning from crude oil to renewable carbon sources is crucial for a circular economy. Lignin, a byproduct of the paper industry, has significant potential as a renewable feedstock, but its efficient depolymerization remains challenging. This study presents an iron dual-atom catalyst (DAC) supported on biochar derived from spent coffee grounds for the selective electrochemical depolymerization of kraft lignin under ambient conditions. The catalyst was synthesized via pyrolysis and characterized using X-ray absorption spectroscopy (XAS), low-energy ion scattering (LEIS), and X-ray pho-toelectron spectroscopy (XPS). These techniques confirmed the DAC’s atomic dispersion and chemical composition. The DAC’s in-operando stability was confirmed through XAS under varying electrochemical potentials. In a water/sodium carbonate electrolyte, the DAC achieved lignin depolymerization within 20 h. Nuclear magnetic resonance (NMR) and high-resolution mass spectrometry (HRMS) analyses identified aliphatic products such as sodium acetate and formate, alongside phenolic monomers and dimers. This work demonstrates the potential of DACs for the valorization of biomass while establishing a framework for the monitoring of catalyst behavior at an atomic level during electrochemical biomass depolymerization, thus contributing to the development of advanced catalytic processes

Transitioning from crude oil to renewable sources of carbon-based chemicals is critical for advancing sustainable development. Lignin, a wood-derived biomacromolecule, holds great potential as a renewable feedstock, but efficient depolymerization and dearomatization methods are required to fully unlock its potential. In this investigation, we present a silver-catalyzed aqueous electrocatalytic method for the selective depolymerization and partial dearomatization of soda lignin under mild, ambient conditions. Utilizing a water/sodium carbonate solvent system and a silver electrode to mediate the electrochemical reduction, we achieved significant lignin depolymerization over reaction times ranging from 5 to 20 h. Analysis by nuclear magnetic resonance (NMR) and high-resolution mass spectrometry (HRMS) revealed sodium levulinate, sodium acetate, and sodium formate as the main aliphatic products, alongside various aromatic species in the depolymerized lignin products (DL). This selective conversion of lignin into both valuable aromatic compounds and reactive aliphatic intermediates offers promising opportunities for further synthesis of a wide range of organic chemicals, contributing to the development of a more sustainable and circular economy.