韩布兴院士/康欣晨，Nature Nanotechnology！

背景：传统尿素合成依赖高能耗的哈伯-博施法，而电化学CO2和N2共还原提供了一条温和的替代路径，但面临N2活化能垒高、析氢竞争严重等挑战。研究目的：中国科学院化学研究所韩布兴院士和康欣晨团队设计了一种IL@CuBi催化剂，通过在CuBi表面锚定离子液体（IL）1-乙基-2,3-二甲基咪唑溴盐，探索一种高效、可持续的电合成尿素方法。结论：IL@CuBi在H型电池中实现了73.0%的尿素法拉第效率和27.4 mA cm-2的电流密度，产率达124.7 μmol cm-2 h-1。研究表明，IL中的Emmim⁺阳离子被还原为Emmim·自由基后，通过继电式电子转移生成H·自由基，绕过了传统表面吸附*H中间体，有效抑制析氢反应并降低加氢能垒。实验证实该催化剂可稳定运行超35小时，并可放大至克级尿素生产。生命周期评估显示，配合绿电时能耗仅为4.19 MJ/kg，全球变暖潜势低至-0.32 kg CO2/kg尿素，实现负碳排放。该工作为绿色氮肥工业提供了重要技术原型。