近日，理学院江明航博士在ACS Nano期刊（材料科学领域TOP期刊，中科院一区，IF=18.027）上发表题为“Review on Electrocatalytic Coreduction of Carbon Dioxide and Nitrogenous Species for Urea Synthesis”的综述论文。江明航博士为该论文的第一作者和通讯作者，南京大学金钟教授为该论文的共同通讯作者。

尿素不仅是农作物生长过程中最重要的氮肥，也是生产重要化工产品（例如脲-三聚氰胺-甲醛树脂，脲甲醛和巴比妥酸盐等）的关键化学原料。目前，传统的尿素合成工艺存在反应条件苛刻，环境污染以及对设备要求高等问题。因此，亟待研发反应条件温和，绿色可持续的尿素合成技术以替代传统的两步法合成尿素工艺。通过电化学路径将环境中的温室气体CO₂和硝酸盐水体污染物共还原为具有更高附加值的尿素，对实现碳中和、碳/氮循环利用、间歇式能源有效存储以及缓解环境污染等问题具有重要意义。

图1. 电催化合成尿素反应路径图

尽管越来越多的研究在电化学尿素合成方面取得了一些突破，但其尿素产率低、法拉第效率不理想、C-N耦合反应机理不明析等问题仍然是其大规模实际应用的主要障碍。基于此，如图2所示该论文从电催化合成尿素的发展历程，催化剂设计以及电催化C-N耦合机理等方面作了系统的探讨和总结，并提出了电催化合成尿素现阶段的发展瓶颈以及相应的解决策略。

图2. 电催化合成尿素发展历程以及现已开放催化剂的分类图

该项研究得到四川省自然科学基金（23NSFSC6350）和西华大学博士科研启动金（RX2200003682）的资金支持。

原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11046