High-Efficiency Urea Electrosynthesis Enabled by Cu-Doped WO 3 in Spatially Decoupled Two Electrolyzers

尿素 法拉第效率 化学 催化作用 电子转移 电化学 电合成 产量(工程) 级联 材料科学 电解 化学工程 纳米技术 联轴节(管道) Boosting(机器学习) 无机化学 过程(计算) 微型反应器
作者
Chenguang Yin,Shiyao Shang,Ruizhi Liang,Yali Guo,Xing Yang,Ke Chu
出处
期刊:ACS Sustainable Chemistry & Engineering [American Chemical Society]
卷期号:13 (45): 19849-19857
标识
DOI:10.1021/acssuschemeng.5c09116
摘要

Electrocatalytic urea synthesis from NO3– and CO2 (EUNC) represents a promising approach to sustainable urea production but still suffers from low efficiency and selectivity. Herein, Cu-doped WO3 (Cu/WO3) is developed as a highly active and selective catalyst for the EUNC. Combined in situ spectroscopic analysis and theoretical computations reveal that Cu/WO3 follows a cascade EUNC pathway via NO3–/CO2 → *CO–/*NO2 → *CONO2 → *CONH2 → urea, in which Cu-dopants play a triple role in activating CO2 → *CO (W activating NO3– → *NO2), promoting C–N coupling of *CO–*NO2 for key *CONO2 formation, and boosting the proton-coupled electron transfer process toward urea synthesis. Moreover, two spatially decoupled electrolyzers are designed to overcome the kinetic CO2/NO3– activation mismatch. This decoupled system achieves an unprecedented Faradaic efficiency of 75.1% and a urea yield rate of 106.29 mmol h–1 g–1, while simultaneously enabling gram-scale urea production, thus demonstrating its significant potential for practical large-scale urea electrosynthesis.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
开朗的曼柔完成签到 ,获得积分10
1秒前
科研通AI6.4应助程禾呈采纳,获得10
2秒前
xBiomeOS发布了新的文献求助10
2秒前
v0id应助Decadezb采纳,获得10
3秒前
忧郁的半兰完成签到 ,获得积分10
3秒前
搜集达人应助Decadezb采纳,获得10
3秒前
3秒前
程雪完成签到,获得积分10
4秒前
5Only完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
科研通AI6.2应助wph采纳,获得10
5秒前
Violet完成签到,获得积分10
5秒前
Lizhe发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
纯真的翠绿完成签到,获得积分10
6秒前
wanci应助123采纳,获得10
7秒前
8秒前
怜寒发布了新的文献求助10
10秒前
儒雅笑蓝完成签到,获得积分10
10秒前
太阳与地球完成签到,获得积分20
11秒前
11秒前
zzz发布了新的文献求助20
11秒前
美味蟹黄堡完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
情怀应助淳淳111采纳,获得10
11秒前
12秒前
13秒前
13秒前
小二郎应助nulixuexi采纳,获得30
14秒前
190868960发布了新的文献求助10
14秒前
keke发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
超级灰狼发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
SciGPT应助太阳与地球采纳,获得10
16秒前
16秒前
Y哈哈哈完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 800
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7763872
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9308193
关于积分的说明 20304307
捐赠科研通 7348576
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3314104
关于科研通互助平台的介绍 2463790
邀请新用户注册赠送积分活动 2328246