绿氢是实现碳中和的关键，但其规模化生产一直被电解水的高能耗问题困扰；传统工艺中，析氧反应消耗近90%的电能，成为产业发展的主要瓶颈。 内蒙古大学化学化工学院刘健教授团队找到了新思路。他们发现尿素氧化反应可以替代析氧反应。尿素是常见的工业废水成分，其氧化过程既能大幅降低制氢能耗——还能产生亚硝酸盐——广泛应用于食品、医药等领域。但传统反应路径容易生成氮气，导致目标产物收率低。 团队设计了双功能电催化剂，通过精确调控催化剂的电子结构和表面活性位点，将反应选择性提升至82.3%，亚硝酸盐产出效率达0.72 mmol h⁻¹ cm⁻²。实验数据显示，这项技术使制氢综合能耗降低至传统方法的十分之一，同时实现了尿素废水的资源化利用。 这项成果具有多重价值。首先，它为绿氢产业化扫清了经济性障碍；其次，开创了"以废治废"的循环经济模式；再次，研发的锌-尿素电池体系显示出工程应用前景。目前该技术已完成实验室验证，正在进行中试放大研究。 业内专家认为，这标志着我国在清洁能源关键技术领域取得重要进展。若该技术实现工业化应用，每年可减少二氧化碳排放超千万吨，创造数百亿元的经济效益。国家发改委能源研究所专家表示，这类"一石多鸟"的创新技术正是实现"双碳"目标所需的突破方向。
这项研究从降低电解能耗入手，将废水的"负担"转化为可利用的原料，再通过高附加值产品增强产业化可行性。它说明绿色低碳转型不仅需要单一技术突破，更需要跨领域的系统性创新。未来，围绕能源、环境与化工的协同优化，将成为提升绿色技术竞争力、加快清洁能源应用的重要方向。