研究侧重于可持续，节能的尿素综合方法

尿素，一个重要的元素，在所有的东西都发现了从护肤品到肥料的所有东西中。尿素是人类尿的天然产物;然而，尿素的大规模生产是一个巨大的承诺，占全球排放和能源的约2％。

几十年来，工程师和科学家们正在寻找，使尿素生产更加节能，因为对人口不断增长的肥料需求巨大。一个国际研究人员团队，包括工程师和科学家德克萨斯大学奥斯汀开发了一种生产尿素的新技术，这些技术与迄今为止使用的过程是生态的。

他们还专注于使技术足够竞争力以跟上现有的能源密集型工业流程。

目前使用的方法包括两步热过程，需要更大量的压力和加热在受控的恶劣环境下。新设计的方法仅涉及单一步骤，并且基于称为电常分的概念，这涉及使用电力以及阳光，在室温下在环境条件下在室温下激活溶液中的化学反应。

在世界各地，我们需要降低排放量。这就是为什么我们想要开发这些更可持续的途径来使用电殖分析而不是这种能量密集的两步过程产生尿素。

桂花宇，副教授，材料科学，机械工程学院沃克仪工程学院亚博网站下载亚博老虎机网登录

yu联​​合领导了团队，他们的研究结果已在期刊上发表自然可持续发展。

目前，合成尿素主要用Haber-Bosch方法合成，其中20个最有价值的发明之一^TH.世纪由于它促进了散装生产的肥料，并导致全球粮食供应增加。

常规方法将氢气和氮使氨与CO合并₂形成尿素。这种双步工艺涉及高达400或500°F的加热，以进行反应，所有的时间都在大量的能量和排放排放。

使用电催化的尿素产生是一种更加可持续的替代过程，可节省能量。然而，这种方法没有足够的用途来使其成为可行的替代品。

此外，该方法产生了许多副产物，并要求更多的能量崩解分子结构块的键以激活反应。

研究人员面临的初步挑战是鉴定右元素或催化剂以产生有效的化学反应。研究人员使用硝酸盐而不是典型的氮以与CO键合₂。催化剂溶液包含氢氧化铟纳米材料。亚博网站下载

据禹称，极其有效的电催化剂具有“高选择性”，这意味着它只创造了科学家们打算创造的，而不是副产品的集群。与先前与电催化的尝试相比，它产生了更多的尿素产量。

与氮气相比，打破硝酸盐键需要更少的能量，这有助于产生尿素的较高产量。

桂花宇，副教授，材料科学，机械工程学院沃克仪工程学院亚博网站下载亚博老虎机网登录

yu认为该公式可以应用于小型和大规​​模应用程序。电催化装置可以由个人运行并销售给各个农场，以便他们自己生产尿素。研究人员希望用替代方案装备大规模的工业流程，以减少能源使用，这对可持续的未来至关重要，因为尿素的人口和需求将在未来几年上升。

本研究中的另一个步骤涉及提高选择性和产量以及有助于增强生产的原型装置。研究人员正在寻找有助于使用太阳能而不是直接电力为过程供电的方法。

该研究得到了美国能源部和Welch基金会的补助金。该团队包括来自中国科技大学和哈尔滨工业大学新加坡南洋科技大学的科学家。亚博老虎机网登录

期刊参考：

LV，C.，等。（2021）用硝酸二氧化碳选择性电催化合成尿素。自然可持续发展。doi.org/10.1038/S41893-021-00741-3。

来源：https://news.utexas.edu/