在过去十年中，电化学CO2还原是一个蓬勃发展的研究领域，其目的是将电能转化为可再生化学品和燃料。催化剂的开发与研究显著提高了电化学CO2还原的选择性和活性。然而，理解结构-活性关系仍具有挑战。近日，代尔夫特理工大学Wilson A. Smith等，使用原位表面增强红外吸收光谱（SEIRAS）和理论计算的研究表明，在相对较低的电流密度（<10 mA/cm2）下，常用的强磷酸盐缓冲液不能维持铜电极上CO2电还原过程中的界面pH值。实验观察到电极表面附近的pH值与0.2M磷酸盐缓冲液中的本体溶液相比高，可达5个pH单位，即使在光滑的多晶铜电极上也是如此。增加缓冲容量并不能解决该问题，因为产氢速率急剧增加，导致缓冲液在很窄的电位范围内崩溃。这些无法预料的结果意味着大多数关于在CO2饱和水溶液中电催化CO2还原成碳氢化合物的研究是在铜电极的传质限制下进行的评估。作者还强调，具有高局部电流密度（例如纳米结构）的电极上的大浓度梯度对选择性，活性和动力学分析具有重要意义，并且研究结构-活性关系必须排除传质效应的影响。
Kailun Yang, Recep Kas, Wilson A. Smith*. In-situ Infrared Spectroscopy Reveals Persistent Alkalinity Near Electrode Surfaces during CO2 Electroreduction. J. Am. Chem. Soc., 2019
DOI: 10.1021/jacs.9b07000
