大连物化所李杲，杭师大叶伟，浙江大学韩仲康Small：铁单原子/团簇协同促进C-N偶联电合成尿素

主要观点总结

本文介绍了尿素的重要性及其合成方法，包括传统的工业合成和电催化合成。文章重点阐述了电催化合成尿素的研究进展，尤其是利用铁单原子 / 团簇复合结构实现高效的 C-N 偶联电合成尿素的研究。该研究工作得到了国家自然科学基金的资助，为理解 C-N 偶联反应机制和设计高性能尿素电合成催化剂提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 尿素的重要性及合成方法

尿素是一种重要的人工合成氮肥，在提高农作物产量、促进人口增长方面起到了重要作用。目前工业合成主要采用Bosch-Meiser工艺，但该方法消耗大量化石能源并造成严重的碳排放。

关键观点2: 电催化合成尿素的研究进展

电催化二氧化碳和硝酸盐的直接偶联合成尿素是一种有潜力的替代方案。但实现高效的C-N偶联具有挑战性，如何提高尿素产率和法拉第效率是关键问题。

关键观点3: 铁单原子 / 团簇复合结构的研究成果

大连物化所、杭师大和浙江大学团队合作，设计合成了铁单原子 / 团簇复合结构，实现了高效的C-N偶联电合成尿素。该结构在尿素的生成活性和法拉第效率方面表现出优异性能，为理解反应机制和设计催化剂提供了新的思路。

关键观点4: 研究工作的资助和论文信息

该研究工作得到了国家自然科学基金的资助。论文信息包括作者、期刊名称、DOI等。

文章预览

尿素是一种重要的人工合成氮肥，在提高农作物产量，促进人口增长方面起到了重要作用。目前，尿素的工业合成主要采用的是 Bosch-Meiser 工艺，在高温（ 150–200 °C ）、高压（ 150–250 bar ）条件下二氧化碳和氨直接发生偶联生成尿素。由于苛刻的工艺条件以及巨大的尿素年产量，使得尿素合成消耗了大量的化石能源以及造成了严重的碳排放。电催化二氧化碳和硝酸盐的直接偶联合成尿素是一种潜在的替代方案。然而，在共电解中如何实现二氧化碳和硝酸盐的高效活化以及有效的 C-N 偶联是极具挑战的。使得目前的尿素电合成依然受限于低的尿素产率和低的法拉第效率。因此，如何设计催化位点，实现二氧化碳还原和硝酸盐还原活性位点的集成，实现高效的 C-N 偶联合成尿素是关键。 最近，大连物化所 李杲 ，杭师大 叶伟 ，浙江大学 韩仲康 团队合 ………………………………