电催化还原CO2的电催化还原是CO2生产有价值产品的理想方法。其面临的主要研究挑战之一是如何避免不必要的氢气生产。一种策略是不完全消除氢，而是利用水电解质中容易获得的质子来共同产生CO和H2，即CO：H2比可调的合成气，然后生成的合成气可以用作现有热催化过程（如费托合成和甲醇合成反应）的原料。自从哥伦比亚大学陈经广教授课题组首次报道PdH在合成气生产中的潜在应用以来，该研究小组就对其在合成气产品的选择性进行了精细的控制，提高了其活性，并降低了电催化剂中Pd的负载量。
有鉴于此，哥伦比亚大学陈经广教授综述了近年来他们在开发生产合成气的电催化剂方面所进行的研究进展。
文章要点
1）作者通过以下途径来实现这一点：了解形状可控的Pd纳米粒子的结构和功能关系，确定电解液的阳离子和同位素效应，将Pd与廉价的第二金属合金化，将Pd负载到过渡金属碳化物和氮化物上，以及使用单原子Pd催化剂。在每一步，作者采用基于同步辐射的原位X射线吸收和X射线衍射技术监测了反应条件下从Pd到PdH的相变，即通过识别特征Pd−Pd键长和与PdH形成相关的衍射图的起始电位来监测反应条件下从Pd到PdH的相变。
2）通过关联PdH在不同催化体系中稳定性的密度泛函计算（DFT），以及PdH生成对反应中间体结合强度的影响，研究人员确定了PdH、双金属PdH和负载型PdH催化剂上合成气生成的描述符。此外，所建立的研究方法不仅对Pd基制合成气电催化剂的持续优化是有用的，而且对提高活性的同时减少贵金属在其他电催化应用中的负载量也是有用的。
Brian M. Tackett, et al, Electrochemical Conversion of CO2 to Syngas with Palladium-Based Electrocatalysts, Acc. Chem. Res., 2020
DOI：10.1021/acs.accounts.0c00277
https://dx.doi.org/10.1021/acs.accounts.0c00277
