Electrocatalytic Urea Synthesis with 63.5 % Faradaic Efficiency and 100 % N‐Selectivity via One‐step C−N coupling

尿素 化学 法拉第效率 电化学 氨生产 催化作用 无机化学 电极 物理化学 有机化学
作者
Xiaoran Zhang,Xiaorong Zhu,Shuowen Bo,Chen Chen,Kai Cheng,Jianyun Zheng,Shuang Li,Xiaojin Tu,Wei Chen,Chao Xie,Xiaoxiao Wei,Dongdong Wang,Yingying Liu,Pinsong Chen,San Ping Jiang,Yafei Li,Qinghua Liu,Conggang Li,Shuangyin Wang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:62 (33) 被引量:83
标识
DOI:10.1002/anie.202305447
摘要

Electrocatalytic urea synthesis via coupling N2 and CO2 provides an effective route to mitigate energy crisis and close carbon footprint. However, the difficulty on breaking N≡N is the main reason that caused low efficiencies for both electrocatalytic NH3 and urea synthesis, which is the bottleneck restricting their industrial applications. Herein, a new mechanism to overcome the inert of the nitrogen molecule was proposed by elongating N≡N instead of breaking N≡N to realize one-step C-N coupling in the process for urea production. We constructed a Zn-Mn diatomic catalyst with axial chloride coordination, Zn-Mn sites display high tolerance to CO poisoning and the Faradaic efficiency can even be increased to 63.5 %, which is the highest value that has ever been reported. More importantly, negligible N≡N bond breakage effectively avoids the generation of ammonia as intermediates, therefore, the N-selectivity in the co-electrocatalytic system reaches100 % for urea synthesis. The previous cognition that electrocatalysts for urea synthesis must possess ammonia synthesis activity has been broken. Isotope-labelled measurements and Operando synchrotron-radiation Fourier transform infrared spectroscopy validate that activation of N-N triple bond and nitrogen fixation activity arise from the one-step C-N coupling process of CO species with adsorbed N2 molecules.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Air完成签到,获得积分10
刚刚
tracer发布了新的文献求助10
刚刚
高新慧发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
rh1006完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
巴黎的防发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
竹精灵完成签到,获得积分10
4秒前
AATRAHASIS完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
传奇3应助zhaxiao采纳,获得10
5秒前
AOTUMAN完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
应天亦发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
颖w完成签到,获得积分10
7秒前
smart完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
小蘑菇应助hahhh7采纳,获得10
8秒前
T拐拐发布了新的文献求助10
9秒前
达达利亚发布了新的文献求助10
9秒前
LYL2003发布了新的文献求助30
10秒前
鸿hhh完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
MSBLANK完成签到,获得积分10
10秒前
Gauss应助清风采纳,获得30
11秒前
你我的共同完成签到 ,获得积分10
12秒前
酱啊油发布了新的文献求助10
12秒前
丙烯酸树脂完成签到,获得积分10
13秒前
BB完成签到,获得积分10
13秒前
坦率的匪应助静仰星空采纳,获得10
14秒前
14秒前
actor2006完成签到,获得积分10
15秒前
zhaxiao完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
希望天下0贩的0应助淘淘采纳,获得10
15秒前
冰火油条虾完成签到,获得积分10
15秒前
陈逸恒发布了新的文献求助10
15秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control, 2nd Edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3987267
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529546
关于积分的说明 11245872
捐赠科研通 3268108
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1804089
邀请新用户注册赠送积分活动 881339
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808653