Convertire sia l'azoto (N ₂ ) e anidride carbonica (CO ₂ ) in molecole di urea a valore aggiunto tramite la reazione di accoppiamento C-N è un metodo promettente per risolvere il problema dell'eccessiva CO ₂ emissioni.

Rispetto ai processi industriali ad alto consumo energetico, la sintesi elettrochimica dell'urea fornisce un percorso interessante in condizioni miti. Però, deve ancora affrontare sfide di bassa attività catalitica e selettività.

Un team di ricerca guidato dal Prof. Zhang Guangjin dell'Institute of Process Engineering (IPE) dell'Accademia cinese delle scienze ha fabbricato Bi-BiVO ₄ Catalizzatori eterostrutturali Mott-Schottky per un'efficiente sintesi dell'urea in condizioni ambientali.

Questo lavoro è stato pubblicato in Angewandte Chemie Edizione Internazionale il 25 febbraio.

Il trasferimento spontaneo di carica alle eterointerfacce favorisce la formazione di regioni di carica spaziale. "La regione di carica spaziale non solo facilita l'assorbimento mirato e l'attivazione della CO ₂ e n ₂ molecole sulle regioni elettrofile/nucleofile generate, ma sopprime efficacemente anche l'avvelenamento da CO e la formazione di *NNH intermedio endotermico, " ha detto il prof. Zhang.

L'adsorbito *N ₂ può promuovere la CO ₂ riduzione per formare CO, e quindi la CO generata reagirà ulteriormente con *N ₂ per produrre l'intermedio *NCON* desiderabile tramite reazione di accoppiamento elettrochimica C-N.

"Il successivo processo di protonazione subisce preferenzialmente il meccanismo alternato fino alla formazione di urea, " ha detto il prof. Zhang.

I ricercatori hanno utilizzato la voltammetria a scansione lineare (LSV) per valutare preliminarmente le potenziali prestazioni dell'elettrosintesi dell'urea con Bi-BiVO ₄ ibridi. I risultati hanno mostrato che Bi-BiVO ₄ gli ibridi hanno mostrato buone prestazioni nella reazione di riduzione dell'azoto elettrocatalitico (NRR) e CO ₂ reazione di riduzione (CO ₂ RR), che assicurava la produzione elettrocatalitica di urea.