电化学合成是一种很有前途的可持续尿素生产方法，但其确切机理尚未完全揭示。

新加坡南洋理工大学Zhichuan J. Xu等基于恒电位法结合隐式溶剂模型探索了亚硝酸根和二氧化碳在铜表面电化学耦合合成尿素的机理。

本文要点：

（1）

通常被忽略的工作电极电位对反应机理和活性都有影响。对反应路径的进一步计算研究表明*CO-NH和*NH-CO-NH为关键中间体。此外，通过在微观动力学模型中分析不同电位、压力和温度下的转换频率，作者证明活性随温度升高而增加，并且Cu（100）在所有三个Cu表面中显示出最高的尿素合成效率。双电层电容在尿素合成中也起着关键作用。

（2）

基于这些发现，作者提出了两个提高尿素在铜电极上合成效率的基本策略:增加Cu（100）表面比和提高反应温度。

参考文献:

Wu, Q., Dai, C., Meng, F. et al. Potential and electric double-layer effect in electrocatalytic urea synthesis. Nat Commun 15, 1095 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-45522-6

https://doi.org/10.1038/s41467-024-45522-6