Solar-driven direct coupling of atmospheric CO2 with ammonia for urea synthesis

氨生产 氨 尿素 联轴节(管道) 工作(物理) 生产率 环境科学 太阳能 化学 可扩展性 生产(经济) 工艺工程 异质结 碳纤维 大气压力 化学工程 材料科学 大气(单位) 尿素氨挥发 氮气 还原(数学) 可再生能源 二氧化碳 无机化学 阳光 催化作用 纳米技术 高能 大气碳循环
作者
Zhiyong Zhang,Qing Huang,Yangen Xie,Boyang Zhang,Qi Zhao,Xingmiao Huang,Na Yang,Hongwei Ji,Chuncheng Chen,Hua Sheng,Jincai Zhao
出处
期刊:Nature Communications [Nature Portfolio]
卷期号:16 (1): 10493-10493 被引量:6
标识
DOI:10.1038/s41467-025-65534-0
摘要

Current CO2 utilization depends on high-purity CO2, necessitating energy-intensive capture and purification from air. Herein, we present a practical system that selectively converts atmospheric CO2 with ammonia into urea using solar energy as the sole input. This system is enabled by a heterostructure composed of an indium–porphyrin metal–organic framework and UiO-66-NH2, which harness ambient O2 to promote rather than suppress CO2 reduction. As a result, it achieves a CO production rate of 272.1 μmol·g−1·h−1 directly from air, which is competitive compared to the systems that rely on high-purity CO2. Moreover, coupling atmospheric CO2 reduction with ammonia oxidation enables direct air-to-urea conversion with high selectivity. A scaled-up prototype operating under natural sunlight and open-air conditions achieves a urea production rate of 32.4 μmol·g−1·h−1. This work integrates atmospheric CO2 capture, solar-driven conversion, and product collection within a single, scalable platform, offering a practical route for carbon utilization under real-world conditions. Current CO2 utilization relies on high-purity CO2, requiring energy-intensive capture and purification. This study developed a solar-powered heterojunction catalytic system that directly converts atmospheric CO2 with ammonia into urea.
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
刚刚
喜羊羊完成签到,获得积分10
刚刚
懵懂的诗云完成签到,获得积分10
刚刚
lingjunjie完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
yuyi完成签到,获得积分10
1秒前
O耶完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
Akim的应助被cdb采纳,获得10
2秒前
伶俐绿柏发布了新的文献求助10
2秒前
果栋蜀黍发布了新的文献求助10
2秒前
蒙歡完成签到,获得积分10
2秒前
易安发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
柔弱的便当完成签到,获得积分10
3秒前
共享精神的应助被徐杨采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
为什么我不行完成签到 ,获得积分10
4秒前
lingjunjie发布了新的文献求助10
4秒前
潇洒慕卉发布了新的文献求助10
4秒前
传奇3的应助被舒适念真采纳,获得10
4秒前
hxy关注了科研通微信公众号
5秒前
Owen的应助被林声采纳,获得10
6秒前
ding的应助被胡海龙采纳,获得10
6秒前
6秒前
酷波er的应助被冬夜采纳,获得10
6秒前
魔幻小蚂蚁完成签到,获得积分10
6秒前
科研小辉发布了新的文献求助10
7秒前
深情惜珊完成签到,获得积分10
7秒前
LS31发布了新的文献求助10
7秒前
kiki发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
7秒前
ding完成签到,获得积分10
8秒前
yannna发布了新的文献求助10
8秒前
刻苦靳完成签到,获得积分20
8秒前
8秒前
celinewu完成签到,获得积分10
8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
Energie-Contracting 1500
Spec 401: Standards for Jet Fuel Facility and Equipment Commissioning and Flushing at Airports, 2026.1 (Original Issue) 1000
Spec 103: Standard for Jet Fuel Quality Control at Airports, Revision 2026.1 1000
Mathematical models in hydrology 1000
Klimaschutzrecht durch den Energiesektor im Mehrebenensystem – Ein Rechtsvergleich 1000
Erzählte Gnade 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 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8087510
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9500892
关于积分的说明 21422872
捐赠科研通 7659056
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3403723
关于科研通互助平台的介绍 2532427
邀请新用户注册赠送积分活动 2442105