Selective electrocatalytic synthesis of urea with nitrate and carbon dioxide

二氧化碳 硝酸盐 尿素 催化作用 化学 人口 无机化学 氮气 有机化学 社会学 人口学
作者
Chade Lv,Lixiang Zhong,Hengjie Liu,Zhiwei Fang,Chunshuang Yan,Mengxin Chen,Yi Kong,Carmen Lee,Daobin Liu,Shuzhou Li,Jiawei Liu,Li Song,Gang Chen,Qingyu Yan,Guihua Yu
出处
期刊:Nature sustainability [Nature Portfolio]
卷期号:4 (10): 868-876 被引量:807
标识
DOI:10.1038/s41893-021-00741-3
摘要

Synthetic nitrogen fertilizer such as urea has been key to increasing crop productivity and feeding a growing population. However, the conventional urea production relies on energy-intensive processes, consuming approximately 2% of annual global energy. Here, we report on a more-sustainable electrocatalytic approach that allows for direct and selective synthesis of urea from nitrate and carbon dioxide with an indium hydroxide catalyst at ambient conditions. Remarkably, Faradaic efficiency, nitrogen selectivity and carbon selectivity reach 53.4%, 82.9% and ~100%, respectively. The engineered surface semiconducting behaviour of the catalyst is found to suppress hydrogen evolution reaction. The key step of C–N coupling initiates through the reaction between *NO2 and *CO2 intermediates owing to the low energy barrier on {100} facets. This work suggests an appealing route of urea production and provides deep insight into the underlying chemistry of C–N coupling reaction that could guide sustainable synthesis of other indispensable chemicals. Urea is one the most-used synthetic nitrogen fertilizers that have been key to feeding a growing population. However, its production is energy intensive. Here, the authors show an electrocatalytic approach that allows for selective urea synthesis from nitrate and carbon dioxide at ambient conditions.
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
kitty完成签到 ,获得积分10
刚刚
lalala的应助被帅气思雁采纳,获得10
1秒前
852的应助被tian采纳,获得10
2秒前
6666发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
7秒前
7秒前
炙热的子默完成签到,获得积分10
8秒前
6666完成签到,获得积分10
8秒前
桥西小河发布了新的文献求助10
9秒前
丘比特的应助被冰紫双燕采纳,获得10
9秒前
abcd_1067完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
Run发布了新的文献求助10
12秒前
香菜张发布了新的文献求助10
13秒前
15秒前
黎洱完成签到 ,获得积分10
15秒前
15秒前
俏皮的一德完成签到,获得积分10
16秒前
吕智笛发布了新的文献求助10
16秒前
科研通AI2S的应助被LQL采纳,获得10
16秒前
桃子妹妹完成签到,获得积分10
17秒前
远山完成签到 ,获得积分10
17秒前
Lexi完成签到,获得积分10
18秒前
19秒前
无衷发布了新的文献求助10
19秒前
六神曲完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
LSJ完成签到,获得积分10
22秒前
科研啦完成签到,获得积分10
22秒前
领导范儿的应助被吕智笛采纳,获得10
22秒前
Jenny完成签到 ,获得积分10
22秒前
单薄若雁发布了新的文献求助10
23秒前
风控发布了新的文献求助10
24秒前
小郝关注了科研通微信公众号
24秒前
科研狗的应助被Noneone110采纳,获得20
26秒前
26秒前
26秒前
彭于晏的应助被Run采纳,获得30
26秒前
侯宇恒关注了科研通微信公众号
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Organizational Behavior 510
Arbitrage Theory in Discrete and Continuous Time 500
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 400
English Longitudinal Study of Ageing: Waves 0-11, 1998-2024 300
2026-2030年中國基因檢測行業市場前瞻與未來投資戰略分析報告 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7824633
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9351211
关于积分的说明 20560584
捐赠科研通 7417697
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3334555
关于科研通互助平台的介绍 2479838
邀请新用户注册赠送积分活动 2354855