尿素，是一種重要且廣泛使用的肥料化合物，大大地提高了作物産量。然而現有尿素的生産方法成本高昂且汙染環境。爲了尋求更環保的方法，NTU研究人員利用新的方式來代替現有的尿素生産方法。
近日，在全球糧食需求增加的情況下，南洋理工大學的研究團隊設計出一種“電催化–利用電力來驅動溶液中的化學反應”來生産尿素（提高農作物産量的肥料化合物）的方法。相比于傳統的制造尿素的哈伯-博世工藝，該方法生産的尿素産量更高、更有效率、更加環保。
所需的化學物質，圖片來源：NTU官網
研究原理
研究人員使用納米材料氫氧化铟作爲催化劑，使硝酸鹽和二氧化碳發生反應。該過程中研究人員發現此反應形成的尿素的效率是以前使用電催化方式的五倍。
南洋理工大學材料科學與工程學院的Alex Yan教授說這個方法本質上是操縱化學反應過程，使之成爲“高選擇性”。通過選擇一種更好的催化劑，使硝酸鹽離子和二氧化碳分子在最佳狀態來促進尿素的形成，在這個過程中抑制氫氣等不必要氣體的産生。
電催化反應，圖片來源：NTU官網
研究意義
目前，該研究成果以發表在科學雜志《Nature Sustainability》上，並且該尿素生産方法已被南大申請專利。
已發表文章，圖片來源：Nature Sustainability
該研究小組說，這種新的尿素生産方法會啓發未來可持續化學方法的設計，有助于 “更環保”的農業實踐。作爲南洋理工大學2025年戰略計劃的一部分，該研究反映了學校致力于解決人類在可持續發展方面的重大挑戰。
（從左到右）MSE學院 Prof Alex Yan, Lyu Chade,
Carmen Lee, Zhong LiXiang, Assoc Prof Li Shuzhou，
圖片來源：NTU官網
未來方向
該研究的第一作者，南洋理工大學材料科學與工程學院的Lyu Chade博士說隨著太陽能技術的發展，我們有可能利用太陽光爲電催化過程提供動力，這能夠進一步降低全球排放量。
接下來，該研究小組的目標是取得更高的尿素産量，並探索能引發更快的反應的催化劑，同時他們還計劃建立一個原型裝置，來規模生産尿素。
參考文獻：
1. Research paper titled “Selective electrocatalytic synthesis of urea with nitrate and carbon dioxide”, published in Nature Sustainability, 12-July-2021.
2. “A ‘greener’ way to make fertiliser” NTU Media Release
