考虑到多种可能的反应途径和最终产物，电化学二氧化碳还原反应（CRR）本质上是复杂的。因此，选择性一直是CRR电催化剂设计和操作的难题。详细阐明C1-C3途径中涉及的关键基本步骤和表面结合物种对于指导反应到目标产品具有重要意义。然而，目前人们在充分解释CRR选择性方面取得的成功依旧有限。最近，氧结合中间体已被确定为基本物种，以帮助人们解释CRR的完整反应路线图。

有鉴于此，澳大利亚阿德莱德大学乔世璋教授，Yan Jiao对CRR为特定产物的途径选择进行了关键评估，并强调了氧结合中间体在指导CRR选择性方面的作用。

文章要点

1）作者首先阐述了控制产品分布的CRR反应机理的基本原理。然后，详细概述了各种产物的反应途径，并强调了在整个反应阶段涉及氧结合物种的关键基本步骤。对这些关键的氧结合中间体的鉴定从计算模型、电化学测量和operando谱的一系列研究案例中进行了全面的综述。氧结合物种中C-O键断裂/保存的平衡对实现对目标产物的高选择性有重要作用。

2）作者最后提出了一些可能的策略，可以用来优化电催化剂表面氧结合物种的能级，以提高CRR选择性。为了获得更高的选择性，在计算工作中人们提出了许多材料工程策略。一些策略是引入掺杂元素来调节反应中间体的吸附能和生成的选择性。其他方法，如界面工程、合金化、杂化、表面重建等，都在指导CRR选择性方面占有一席之地。

参考文献

X. Zhi, A. Vasileff, Y. Zheng, Y. Jiao and S. Qiao, Role of Oxygen-Bound Reaction Intermediates in Selective Electrochemical CO₂ Reduction, Energy Environ. Sci., 2021

DOI: 10.1039/D1EE00740H

https://doi.org/10.1039/D1EE00740H