N₂和CO₂固定是一种环境友好的废物转化为能源的技术，可以取代繁琐和苛刻的工业尿素生产过程。

在这里，青岛科技大学Jianping Lai报道了具有尖端和空位结构的VN-Cu₃N-300催化剂被设计用于尿素电合成过程中多相反应物的共活化。

文章要点

1）在环境条件下，尿素产率为81 μg h⁻¹ cm⁻²，这是高面积活性电催化剂的首次报道，相应的法拉第效率能够达到28.7%。

2）全电池电解表现出良好的稳定性，在2.1V时提供0.7mAcm-2的电流密度。连续电解48h后的电解液进行蒸发和重结晶，并通过1HNMR测定其纯度尿素可达100%。

3）综合分析表明，尖端效应形成的局部电场可以有效促进CO₂的吸附和活化。表面氮空位的存在促进了*N=N*中间体的形成，保证了C-N偶联，也优化了水的离解过程，为尿素的合成提供了质子供应。因此，决速步骤被改变，尿素的形成得到保证。

参考文献

Zheng Lv, et al, Coactivation of Multiphase Reactants for the Electrosynthesis of Urea, Adv. Energy Mater. 2023, 2300946

DOI: 10.1002/aenm.202300946

https://doi.org/10.1002/aenm.202300946