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深圳大學Nature Sustainability：脈沖電解合成尿素！

來源：時間：2024-03-15 11:08:44 瀏覽：2112次

第一作者：Qi Hu

通訊作者：何傳新教授

通訊單位：深圳大學

DOI: 10.1038/s41893-024-01302-0.

研究背景

尿素是一種重要的氮肥，用于提高作物產(chǎn)量。傳統(tǒng)的尿素合成方法需要高能耗和大量消耗氨氣，而這種新方法利用可再生能源驅(qū)動二氧化碳和硝酸鹽的電催化共還原反應，可以更節(jié)能和節(jié)約成本。深圳大學何傳新教授團隊使用了鐵四苯基卟啉分子催化劑，通過脈沖電解的方式提高了尿素的產(chǎn)率。脈沖電解可以增加CO₂/NO₃^-的局部濃度，同時降低局部pH值，有利于形成有利于C-N偶聯(lián)的*CO和*NH₂中間體，從而促進尿素的生成并抑制副產(chǎn)物的生成。

文章要點

1、本文介紹了一種可持續(xù)合成尿素的新方法，即二氧化碳和硝酸鹽的脈沖共電解。

2、脈沖電解可以節(jié)約41%的能源消耗。研究結(jié)果表明，脈沖電解可能是實現(xiàn)高效節(jié)能尿素生產(chǎn)的通用方法。

圖文展示

圖1.結(jié)構(gòu)表征

圖2.電化學性能表征

圖3.運行質(zhì)譜

圖4. Operando ATR-SEIRAS光譜測量

圖5.理論計算

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