全球能源转型和气候变化应对的紧迫性日益凸显。绿氢作为实现碳中和的重要能源，因其零碳排放特性备受关注。绿氢是利用风能、太阳能等可再生能源通过电解水生成的氢能，但其大规模商业化应用仍面临瓶颈。 电解水制氢的能耗问题是主要障碍。传统电解水反应中，阳极析氧反应消耗近90%的电能，导致绿氢生产成本高企，严重制约了其经济竞争力。长期以来，科研人员一直在寻找低耗能的阳极反应替代方案。 内蒙古大学刘健教授、王艳琴副教授团队将研究方向转向尿素氧化反应。尿素是常见的工业废弃物，其氧化产物亚硝酸盐在食品、农业和医药领域应用广泛，具有较高经济价值。利用尿素废水作为阳极原料进行电化学转化，既能降低制氢能耗，又能同步生产高附加值产品，形成耦合生产模式。 但该想法的实现并不简单。传统尿素氧化反应选择性差，容易生成氮气等副产物，难以高效获得目标产物亚硝酸盐。如何精准控制反应路径、抑制副反应成为关键难题。 研究团队提出了多功能电催化剂设计策略。通过精心设计催化剂结构和组成，成功构建了高效的电催化体系，将尿素氧化反应有效导向亚硝酸盐生成和协同产氢，同时显著抑制了氮气副反应。这一突破实现了尿素的高效转化，具有良好的经济可行性。 该成果已发表于《自然》子刊，充分反映了其科学价值。研究不仅深化了反应机制认识，更展现了从基础研究到工程应用的转化潜力。研究团队更将该策略拓展至锌—尿素电池体系，验证了技术的通用性。 从战略意义看，这项研究直接服务于国家"双碳"目标。通过开发尿素节能制氢联产亚硝酸盐的新技术，既能降低绿氢生产成本、加快商业化进程，又能实现工业废弃物资源化利用，形成循环经济示范。该成果获得了国家自然科学基金、内蒙古自治区科技计划等多层次支持。
在全球竞相布局氢能产业的背景下，这项突破体现了我国科研人员的创新能力，展现了科技支撑"双碳"战略的实践路径。从实验室走向产业化仍需攻克工程化放大、成本控制等挑战，但其开辟的技术路线已为清洁能源发展注入新动能。这项成果正是基础研究与国家需求相结合、产学研协同创新的生动体现。