尿素电化学合成机理探索与催化剂设计
李亚飞

¹ 昆明理工大学材料基因工程校重点实验室，昆明，云南，中国

² Materials Genome Inc., State College, PA, 16803, USA

详细摘要： 尿素是一种重要的氮肥，发展尿素工业对满足日益增长的粮食需求具有重要意义。工业上，尿素主要由氨和 CO2 在高温高压条件反应制备，不仅能耗较大，还需要复杂的设备和循环周期合成过程来提高尿素合成效率。与此同时，尿素生产大约消耗全球 80% 的氨,而基于哈伯法的合成氨路径同样需要高温高压的反应条件。面对日益严峻的能源问题，开发绿色、高效的尿素合成方法具有重要的科学意义和实际价值，也是当前的前沿科学问题。最近，我们与实验课题组合作，以 Pd-Cu 纳米颗粒为催化剂，实现了将 CO2 和 N2 通过电催化的方法直接转化为尿素，并且提出了以 NCON 为关键中间体的反应机理。我们在该反应机理的指导下，还通过理论计算设计了一系列新颖的二维金属硼化物作为尿素电化学合成的催化剂。