「国家杰青」黄富强领衔！中科大章根强/理化所夏静Angew | 孪晶界 Cu₂位点富集中间体高效制备尿素！

本研究针对传统Bosch-Meiser尿素合成工艺高能耗、高碳排放的问题，提出了一种电催化合成尿素的新策略。研究目的旨在通过缺陷工程构建富含孪晶界的有序Cu纳米线催化剂，解决电催化CO2与NO3-偶联制备尿素过程中选择性差和法拉第效率低的瓶颈。结论表明，该催化剂利用孪晶界诱导的压缩效应形成Cu2-pair pockets，实现了关键中间体（CO和含氮物种）的空间富集与接近，从而显著促进C-N偶联。在优化条件下，该催化剂实现了61.81%的法拉第效率和5.80 mg·h-1·cm-2的尿素峰值产率。研究还成功将催化剂应用于两电极流动电解池，实现了尿素与甲酸的联产，并验证了其在大面积电极（25 cm²）上的可行性。该工作首次揭示了孪晶界Cu2位点通过调控中间体空间邻近效应促进C-N偶联的机制，为设计高效多原料共电催化体系提供了新的思路，有望实现常温常压下CO2和废硝酸盐的资源化利用。