绿氢是利用风能、太阳能等可再生能源通过电解水生产的氢能，优势在于零碳排放，在实现碳中和目标中很重要。但绿氢的规模化生产一直受到一个关键问题的制约：传统电解水制氢的能耗过高。研究数据表明，在电解过程中，析氧反应消耗了近90%的电能，这是制约绿氢经济可行性的主要瓶颈。 为解决该难题，全球科研人员在探索替代析氧反应的低耗能方案。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。这一方向具有两大优势：首先，尿素氧化反应的能耗低于析氧反应，能提升制氢效率；其次，尿素氧化的产物之一亚硝酸盐在食品、农业和医药等领域应用广泛，具有较高的经济价值。利用尿素废水作为阳极原料，既能实现节能制氢，又能同步生产高附加值化学品，形成"一举两得"的耦合模式。 然而，理想与现实存在差距。传统尿素氧化反应存在一个根本问题：反应倾向于生成氮气而非目标产物亚硝酸盐。这种反应路径的偏差使得亚硝酸盐的选择性调控面临困难，严重影响了联产的可行性。 针对这一难题，研究团队提出了创新的催化剂设计策略。通过构建高效多功能电催化剂，他们成功地将反应路径引向高附加值亚硝酸盐的生成与协同产氢，同时显著抑制了氮气副反应。这一突破实现了尿素向亚硝酸盐的高效转化，为超低能耗制氢与废水资源化的耦合提供了新思路。 该研究的创新之处在于实现了反应路径的有效调控，打通了从基础研究到工程应用的转化通道。研究团队继续将该策略拓展至锌—尿素电池体系，显示出该技术方案的广泛应用潜力。这表明该成果不仅具有理论价值，更具备实际应用前景。 该研究直接服务于国家"双碳"目标，开发了尿素节能制氢联产高附加值亚硝酸盐的新技术路线。研究工作得到了国家自然科学基金、内蒙古自治区科技计划项目等多层次支持，表明了国家对绿色能源技术创新的重视。
推动绿氢从实验室走向产业化，不仅需要单点性能的提升，更需要在能耗、原料、环保和经济性上统筹考虑。以废水资源化耦合节能制氢、并联产高附加值化学品的探索，为绿色低碳技术提供了"降本增效、协同减排"的新思路。随着关键材料与工程验证的推进，这类面向实际应用的创新有望为我国能源转型和绿色制造注入新的动力。