农业对合成氮肥的依赖显著，这种肥料是通过高能耗和高碳排放的工艺制造的，导致了含硝酸盐的径流问题。研究人员一直在探索减少该行业排放的有效方法，该行业每年消耗的能源占全球总能耗的3%。
西北大学的两个实验室与多伦多大学合作，发现通过电气化合成技术生产尿素肥料，不仅可以进行废水的反硝化处理，还能实现低碳强度的尿素生产。该过程利用锌和铜制成的混合催化剂，将二氧化碳和废氮转化为尿素，这将有助于减少水处理设施的碳足迹，并提供潜在的经济收益。
相关研究成果已在《自然催化》杂志上发表。
“合成氮肥被认为养活了全球一半的人口，”该论文的通讯作者、西北大学教授特德·萨金特表示。“脱碳的首要任务是提升地球上人们的生活质量，同时降低社会的净二氧化碳强度。在这方面，探索如何利用可再生电力驱动化学过程是一个巨大的机遇。”
萨金特教授是Paula M. Trienens可持续发展与能源研究所的联合执行董事，同时也是材料化学和能源系统的多学科研究员，曾在温伯格艺术与科学学院化学系和麦考密克工程学院电气与计算机工程系任职。
在萨金特的研究领域，许多研究者已开发出替代氨的生产方法，氨是多种肥料的基础成分，但对尿素这一可运输的即用型肥料的关注相对较少。尿素产业的市场价值高达1000亿美元。研究小组表示，这项研究源于一个问题：“我们能否利用废弃的氮源、捕获的二氧化碳和电力来合成尿素？”
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