近日，內蒙古大學化學化工學院劉健教授、王艷琴副教授團隊在節能制綠氫聯產高附加值化學品領域取得重大突破，在《自然》子刊發表研究成果。

據介紹，綠氫（指使用風能、太陽能等可再生能源電解水生產的氫能）是實現碳中和目標的重要能源形式，但其規模化生產面臨一個主要障礙：電解水制氫過程中的高能耗問題，其中析氧反應佔據了近90%的電能消耗。長期以來，科研人員致力於探索可替代析氧反應的低耗能陽極反應，以期通過“開源節流”的方式提升制氫效率。尿素氧化反應被認為是一個具有前景的替代方向，同時亞硝酸鹽作為尿素選擇性氧化的產物之一，在食品、農業和醫藥等行業應用廣泛。因此，利用尿素廢水作為陽極原料合成亞硝酸鹽，有望同時實現綠氫的節能制備與高附加值亞硝酸鹽的聯合生產。然而，傳統的尿素氧化反應傾向於生成氮氣，這為目標產物亞硝酸鹽的選擇性調控帶來了顯著困難。

研究團隊提出了一種創新的催化劑設計策略，成功構建出高效多功能電催化劑，將反應路徑導向高附加值亞硝酸鹽的生成與協同產氫，同時顯著抑制了氮氣副反應的發生，實現了尿素向亞硝酸鹽的高效轉化，且具有經濟可行性。

該研究實現了反應路徑的有效調控，為超低能耗制氫與廢水資源化耦合提供了新思路，有望推動綠氫工業化生產的發展。

該研究服務“雙碳”目標，開發尿素節能制氫聯產高附加值亞硝酸鹽的新技術，並將該策略成功拓展至鋅—尿素電池體系，展現出從基礎機制創新到工程應用轉化的潛力。該成果得到了國家自然科學基金、內蒙古自治區科技計劃項目等項目的資助。（記者高平、王瀟）