近日，44118太阳成城集团、新能源材料与工程研究院万宇驰副教授在电催化C-N耦合领域取得重要研究进展，相关成果以“Fundamentals and rational design of heterogeneous C-N coupling electrocatalysts for urea synthesis at ambient conditions”为题发表于材料类顶级期刊《Advanced Energy Materials》（影响因子27.8，中科院一区）。

电催化C-N耦合产尿素过程及对应的催化材料设计策略

如今，人类社会发展面临能源危机和环境污染的双重考验，面向节能减排和环境综合治理的重大需求，亟需发展协同降碳和人工固氮的新工艺。电催化CO2与含N反应物（N2、NO2−、NO3−）耦合有望在温和条件下实现脱碳和固氮，同时合成高附加值尿素产物，实现“变废为宝”。然而，目前电催化C-N耦合面临反应物活化困难、热力学能垒高、动力学缓慢、副产物多、反应选择性低等关键挑战。因此，高效催化材料的设计与构筑是电催化C-N耦合制尿素领域的研究重点。

基于此，本文从催化剂设计、机理分析、实验方法等方面进行综述，致力于深入解析构效关系，建立标准研究体系。首先系统介绍了CO2和不同含N反应物耦合的尿素合成路径与反应机理；详细梳理了电催化C-N的基础研究方法，建立了标准研究系统与性能评价体系；深入探讨了不同催化剂设计策略对材料的表界面特性以及电子结构的影响，总结了催化材料调控对电催化C-N耦合选择性的提升机制；最后总结了目前该领域存在的挑战，并展望了未来电催化C-N耦合的研究方向。

电催化C-N耦合反应机理

太阳成官网青年教师万宇驰副教授为该论文第一作者。44118太阳成城集团、新能源材料与工程研究院为第一单位。论文得到44118太阳成城集团张久俊院士、颜蔚教授和清华大学吕瑞涛教授的共同指导，获得国家自然科学基金委外国资深学者研究基金、面上项目以及科技部国家重点研发专项的支持。

DOI：10.1002/aenm.202303588.