实现高效CO₂电还原电催化剂的一大挑战是缺乏对电势驱动的化学态和动态原子构型演化的全面理解。

在此，台湾大学Hao Ming Chen，Yuan-Chung Cheng通过使用原位/操作方法的互补组合并采用铜单原子电催化剂作为模型系统，

文章要点

1）研究人员提供了动态原子构型、化学状态变化和表面库仑充电之间复杂相互作用如何决定所得产物的证据配置文件。

2）研究人员进一步展示了用于评估CO₂RR性能的原子表面电荷(φ_e)的信息指标，并验证了电势驱动的动态低配位Cu中心与众所周知的四种N配位对应物相比，对CO产物具有显着高的选择性和活性。这表明仅涉及Cu-N键动态断裂的结构重构是部分可逆的，而Cu-Cu键的形成显然是不可逆的。

3）对于所有单原子电催化剂（Cu、Fe和Co），有效产生CO的φ_e值已被证明与生成动态低配位构型的构型转换密切相关。可以得出普遍的解释：动态低配位构型是有效催化CO₂转化为CO的活性形式。

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Hsu, CS., Wang, J., Chu, YC. et al. Activating dynamic atomic-configuration for single-site electrocatalyst in electrochemical CO₂ reduction. Nat Commun 14, 5245 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-40970-y

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40970-y