尿素行業是能源密集型行業,且碳排放量高。由可再生能源提供動力的二氧化碳(CO2)和硝酸鹽(NO3?)電催化共還原為可持續尿素合成提供了一種替代途徑。在這里,深圳大學He Chuanxin將二氧化碳和硝酸鹽的脈沖共電解用于可持續尿素合成。
本文要點:
1) 四苯基卟啉鐵分子電催化劑上尿素合成的最大法拉第效率為27.70%,同時抑制競爭性析氫反應。通過在?0.2和?0.8V之間的脈沖電位下進行電解,不僅增加了CO2/NO3?的局部濃度,還降低了局部pH,以富集C–N偶聯所需的*CO和*NH2中間體。
2) 此外,該策略可應用于更多的催化劑體系,如ZnO和PdCu。與靜態共電解相比,其可以節省41%以上的能耗,其中PdCu使脈沖電解的尿素法拉第效率高達70.36%。
Qi Hu et.al Pulsed co-electrolysis of carbon dioxide and nitrate for sustainable urea synthesis Nature Sustainability 2024
DOI: 10.1038/s41893-024-01302-0
https://doi.org/10.1038/s41893-024-01302-0