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硝酸鹽和CO₂電催化合成尿素能夠實現可持續和高效率合成尿素。有鑒于此，蘭州交通大學褚克教授、昆明理工大學鮑瑞教授、廣西大學劉熙俊教授等報道通過理論設計，將Pd和Rh單原子修飾在Cu基底上，構筑雙原子合金催化劑（CuPd₁Rh₁-DAA）。實驗驗證發現這種理論設計的Cu-Pd₁Rh₁-DAA催化劑在硝酸鹽和CO₂電催化合成尿素的反應中具有選擇性和高催化活性。

本文要點

(1)

通過理論計算和原位光譜表征，說明Pd₁-Cu和Rh₁Cu催化活性位點之間通過串聯催化的協同作用促進硝酸鹽和CO₂電催化合成尿素。Pd₁-Cu能夠引發C-N偶聯，促進*CO₂NO₂轉化為*CO₂NH，Rh₁-Cu有助于*CO₂NH₂轉化為*COOHNH₂并且生成尿素。

(2)

CuPd₁Rh₁-DAA催化劑結合流動相電解槽，在-0.5 V過電勢進行電催化合成尿素，法拉第效率達到72.1 %，產率達到53.2 mmol h^-1 g^-1，這個產率是目前報道的最好結果。

參考文獻

Kai Chen, Danyang Ma, Ying Zhang, Fuzhou Wang, Xing Yang, Xiaomei Wang, Hu Zhang, Xijun Liu, Rui Bao, Ke Chu, Urea Electrosynthesis from Nitrate and CO₂ on Diatomic Alloys, Adv. Mater. 2024

DOI: 10.1002/adma.202402160

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202402160