研究前沿：廈門大學孫世剛團隊Nature Catalysis | 電解質
通過陽離子，調節雙電層的性質，是提高CO2還原反應CO2 reduction reaction (CO2RR)效率的公認方法。然而，陽離子增強CO2RR動力學的機制，仍然令人困惑。
今日，廈門大學 章志明Zhi-Ming Zhang，王韜Tao Wang，周志有Zhi-You Zhou & 孫世剛Shi-Gang Sun等，在Nature Catalysis上發文，報道了在酸性電解質中，通過銅表面的原位衰減全反射表面增強紅外吸收光譜，確定了關鍵的中間產物，即吸附的CO2，並證實了僅在陽離子存在的情況下出現。不同於流行的觀點，時間分辨紅外光譜表明，鋰Li+比其他較大的陽離子更有效地促進CO2吸附，但減緩了CO2氫化動力學。從頭算分子動力學模擬和水的光譜特徵表明，鋰Li+周圍的剛性水網絡，阻礙了水的氫接近吸附CO2。相反，圍繞較大陽離子（例如，Na+）更靈活的水網絡，會促進水的重新取向，並增強氫與CO2的接近度，從而提高CO2RR。該項研究，強調了界面水結構在CO2RR效率中的重要作用。
Probing electrolyte effects on cation-enhanced CO2 reduction on copper in acidic media.在酸性介質中，探討電解質對銅陽離子增強CO2還原影響。
圖1: 在酸性溶液中，電化學CO2還原的性能和光譜。
圖2: 吸附的CO2中間產物鑑定。
圖3: 陽離子對吸附CO2和性能的影響。
圖4: 吸附CO2的反應動力學分析。
圖5: 陽離子強化CO2還原的機理分析。
Zhang, ZM., Wang, T., Cai, YC. et al. Probing electrolyte effects on cation-enhanced CO2 reduction on copper in acidic media. Nat Catal (2024). https://doi.org/10.1038/s41929-024-01179-4https://www.nature.com/articles/s41929-024-01179-4聲明：僅代表譯者觀點，如有不科學之處，請在下方留言指正！
