【催化】AEnM：Zn单原子和In₂O₃₋ₓ串联催化促进CO₂和NO₃⁻电还原合成尿素

本文介绍了兰州交通大学褚克教授课题组与广西大学刘熙俊教授课题组合作开发的一种新型电催化剂Zn1/In2O3-x，用于高效电还原CO2和NO3⁻合成尿素。传统尿素合成工艺能耗高且排放大量CO2，而电催化还原CO2/N2为尿素提供了一种可持续的替代方法。然而，尿素的法拉第效率和产率受限于N2的超低水溶性和高解离能。相比之下，NO3⁻具有更高的水溶性和更低的N=O键解能，因此与CO2耦合电合成尿素更为有利。Zn1/In2O3-x催化剂通过串联催化机制，显著提高了尿素的产率和法拉第效率，达到了41.6 mmol h−1g−1和55.8%，超过了大多数已报道的催化剂。研究还揭示了Zn1-OV位点吸附和活化NO3⁻形成*NH2，而In-OV位点吸附和活化CO2形成*CO，随后*CO自发迁移并与*NH2耦合生成尿素。这项工作不仅展示了OVs和SACs的协同作用，还加深了对串联催化机理的理解。