Conversion à la fois de l'azote (N 2 ) et le dioxyde de carbone (CO 2 ) en molécules d'urée à valeur ajoutée via une réaction de couplage C-N est une méthode prometteuse pour résoudre le problème de l'excès de CO 2 émissions.

Par rapport aux processus industriels à forte consommation d'énergie, la synthèse électrochimique de l'urée offre une voie attrayante dans des conditions douces. Cependant, il fait toujours face à des défis de faible activité catalytique et de sélectivité.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Zhang Guangjin de l'Institute of Process Engineering (IPE) de l'Académie chinoise des sciences a fabriqué Bi-BiVO 4 Catalyseurs à hétérostructure Mott-Schottky pour une synthèse efficace de l'urée dans des conditions ambiantes.

Ce travail a été publié dans Angewandte Chemie Édition Internationale le 25 février.

Le transfert de charge spontané aux hétérointerfaces favorise la formation d'une région de charge d'espace. "La région de charge d'espace facilite non seulement l'adsorption et l'activation ciblées du CO 2 et n 2 molécules sur les régions électrophiles/nucléophiles générées, mais supprime également efficacement l'empoisonnement au CO et la formation d'intermédiaire endothermique *NNH, ", a déclaré le professeur Zhang.

Le *N adsorbé 2 peut favoriser le CO 2 réduction en CO, puis le CO généré réagira davantage avec *N 2 pour produire l'intermédiaire *NCON* souhaitable via une réaction de couplage électrochimique C-N.

"Le processus de protonation ultérieur subit préférentiellement le mécanisme alternatif jusqu'à la formation d'urée, ", a déclaré le professeur Zhang.

Les chercheurs ont utilisé la voltamétrie à balayage linéaire (LSV) pour évaluer de manière préliminaire les performances potentielles de l'électrosynthèse d'urée avec Bi-BiVO 4 hybrides. Les résultats ont montré que Bi-BiVO 4 les hybrides ont montré de bonnes performances dans la réaction de réduction électrocatalytique de l'azote (NRR) et le CO 2 réaction de réduction (CO 2 RR), qui assurait la production électrocatalytique d'urée.