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尿素電氧化為節能制氫提供了水氧化的經濟有效的替代方案。然而，其實際應用受到昂貴的尿素反應物和緩慢的反應動力學的限制。

在這里，阿德萊德大學喬世璋教授，Yao Zheng提出了一種高效的尿液電解制氫系統，使用免費的尿液作為原料。

文章要點

1）該系統利用了鉑催化劑上發現的氯介導的尿素氧化機制，其中吸附的氯直接與尿素偶聯形成N-氯尿素中間體，然后通過分子間N–N偶聯轉化為N₂。這種快速的中間氧化過程顯著提高了尿液電解的活性和穩定性，同時避免了Cl-引起的腐蝕，使得能夠在降低的電壓下運行超過200小時。

2）因此，在用于制氫的實際電解槽中，在300 mA cm²的電流下電解尿液(4.05 kWh Nm^-3)期間，電力消耗顯著降低，優于傳統的尿素(5.62 kWh Nm^-3)和水(4.70–5.00 kWh Nm^-3)電解。

參考文獻

Wang, P., Gao, X., Zheng, M. et al. Urine electrooxidation for energy–saving hydrogen generation. Nat Commun 16, 2424 (2025).

DOI：10.1038/s41467-025-57798-3

https://doi.org/10.1038/s41467-025-57798-3