平衡H₂O分子的活化是CO₂电催化还原反应的关键，CO₂还原反应的质子化步骤需要快速解离H₂O分子，同时降低H₂O分子还原从而阻碍HER反应。

有鉴于此，湖南大学张世国等提出一种分子工程策略，通过高Gutmann供体数目的质子有机小分子作为溶剂壳，调节H₂O的活化，改善电催化还原CO₂性能。这种有机分子形成K⁺的溶剂化壳，并且累积在双层电化学层，降低界面H₂O分子的密度、界面质子供体的比例，从而阻碍HER反应。

主要内容

（1）

通过二级球效应稳定吸附的H₂O分子，并且通过降低O-H化学键促进H₂O解离，因此加快*CO₂质子化动力学，并且降低反应能垒。当使用含有5 M DMSO添加剂的电解液（KCl-DMSO-5），在-0.75 V~-1.15 V过电势区间，Ag薄膜电极最高的CO选择性达到99.2 %，CO的法拉第效率达到90.0 %。

（2）

这种调节阳离子溶剂层的分子工程策略能够拓展用于其他金属电极（Zn、Sn），以及使用DMF等溶剂。

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Wenpeng Ni, Yongji Guan, Houjun Chen, Yan Zhang, Shuangyin Wang, Shiguo Zhang, Molecular Engineering of Cation Solvation Structure for Highly Selective Carbon Dioxide Electroreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202303233

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202303233