电化学尿素氧化反应为可持续制氢和废水脱氮等领域提供一种技术，但是电化学尿素氧化反应的大规模应用被产生有害的氰酸盐或亚硝酸盐而不是产生N2所阻碍。

有鉴于此，上海交通大学张礼知教授、李浩副教授、么艳彩副教授等在Ti膜上修饰不对称Ni-O-Ti位点，在电化学尿素氧化反应N₂选择性达到99 %，性能比Ni电催化剂仅为55 %的N₂选择性更高。

本文要点

（1）

构筑的Ni-O-Ti不对称位点结构不仅在电化学氧化反应中实现99 %的N₂选择性，而且在电压为1.40 V，电流密度为213 mA cm^-2，与Pt电极配合，实现了22.0 mL h^-1的产氢速率。

（2）

由亲氧Ti原子和相邻Ni原子构成的不对称位点有助于尿素分子的羰基产生相互作用，而不是与氨基相互作用，因此能够避免共振导致切断C⎓N化学键，并且更容易发生N-N偶联生成N₂。作者进一步使用Si光伏电池供电建立了电化学氧化尿素的器件原型。

参考文献

Zhan, G., Hu, L., Li, H. et al. Highly selective urea electrooxidation coupled with efficient hydrogen evolution. Nat Commun 15, 5918 (2024).

DOI: 10.1038/s41467-024-50343-8

https://www.nature.com/articles/s41467-024-50343-8