虽然探索CO/CO₂电还原(CO_xRR)过程对于实现碳循环具有重要意义，但破译反应机制以进一步设计能够克服缓慢动力学的催化系统仍然具有挑战性。

在这项工作中，中科院大连化物所Xuning Li，香港城市大学Bin Liu，阳明交通大学Sung-Fu Hung，巴黎西岱大学Marc Robert开发了一种具有明确配位结构的模型单钴原子催化剂，并将其用作揭示CO_xRR潜在反应机制的平台。

文章要点

1）所制备的单钴原子催化剂在膜电极组件电解槽中在30mA/cm2下表现出高达65%的最大甲醇法拉第效率，而相反，CO₂还原为甲醇的途径在CO₂RR中大大降低。

2）原位X射线吸收和傅里叶变换红外光谱表明，*CO中间体在CO₂RR中的吸附构型与CO₂RR中的不同，前者C-O键的伸缩振动较弱。理论计算进一步证明了H-CoPc-CO^–物种形成的低能垒，这是促进CO电化学还原为甲醇的关键因素。

参考文献

Ren, X., Zhao, J., Li, X. et al. In-situ spectroscopic probe of the intrinsic structure feature of single-atom center in electrochemical CO/CO2 reduction to methanol. Nat Commun 14, 3401 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41467-023-39153-6