电催化剂在改善电催化CO₂还原（ECR）反应中多个电子、质子转移过程的缓慢反应动力学，有鉴于此，浙江大学侯阳、华中师范大学邱明、新南威尔士大学戴黎明等报道了一种质子捕捉手段，具体通过提高过渡金属纳米粒子修饰在N修饰Ni-N_x活性位点附近，从而提高质子向Ni-N_x位点的转移，该过程能够提高中间体的质子化过程，从而实现了改善整体CO₂还原反应效率。

本文要点：

（1）

作者通过实验验证了质子化基元反应速率显著改善。通过球差扫描隧道电子显微镜STEM、XAS表征，结合DFT计算模拟，揭示了Ni纳米粒子催化剂提高吸附H_ad的生成、吸附氢向Ni-N_x位点转移从而促进中间体物种的质子化过程，实现了对整理CO₂活性的改善。这种质子捕捉策略是一种普适性方法，有望实现合成多种多样的高性能电催化剂。DFT计算结果显示，靠近Ni-N_x催化剂的Ni纳米粒子改善Ni-N_x催化剂位点的d带。

（2）

在-0.9 V的H型电解池中还原生成CO的法拉第效率达到97.6 %，在流动性电解池中高达100 mA cm^-2电流密度中CO选择性达到＞90 %，该结果达到已有相关报道中与Ni有关的单原子催化剂、掺N碳材料、修饰在碳基底上的Ni等催化剂中达到最高性能。

参考文献

Xinyue Wang, Xiahan Sang, Chung-Li Dong, Siyu Yao, Ling Shuai, Jianguo Lu, Bin Yang, Zhongjian Li, Lecheng Lei, Ming Qiu,* Liming Dai,* Yang Hou,* Proton capture strategy for enhancing electrochemical CO₂ reduction on atomically dispersed metal‐nitrogen active sites, Angew. Chem. Int. Ed. 2021,

DOI: 10.1002/anie.202100011

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202100011