電化學(xué)合成是一種很有前途的可持續(xù)尿素生產(chǎn)方法，但其確切機(jī)理尚未完全揭示。
新加坡南洋理工大學(xué)Zhichuan J. Xu等基于恒電位法結(jié)合隱式溶劑模型探索了亞硝酸根和二氧化碳在銅表面電化學(xué)耦合合成尿素的機(jī)理。
本文要點(diǎn)：
（1）
通常被忽略的工作電極電位對(duì)反應(yīng)機(jī)理和活性都有影響。對(duì)反應(yīng)路徑的進(jìn)一步計(jì)算研究表明*CO-NH和*NH-CO-NH為關(guān)鍵中間體。此外，通過(guò)在微觀動(dòng)力學(xué)模型中分析不同電位、壓力和溫度下的轉(zhuǎn)換頻率，作者證明活性隨溫度升高而增加，并且Cu（100）在所有三個(gè)Cu表面中顯示出最高的尿素合成效率。雙電層電容在尿素合成中也起著關(guān)鍵作用。
（2）
基于這些發(fā)現(xiàn)，作者提出了兩個(gè)提高尿素在銅電極上合成效率的基本策略:增加Cu（100）表面比和提高反應(yīng)溫度。
參考文獻(xiàn):
Wu, Q., Dai, C., Meng, F. et al. Potential and electric double-layer effect in electrocatalytic urea synthesis. Nat Commun 15, 1095 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45522-6
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45522-6
