近日，中國科學院大連化學物理研究所催化基礎國家重點實驗室理論催化創新特區研究組肖建平研究員團隊與浙江大學侯陽教授、美國紐約州立大學布法羅分校武剛教授合作，在二氧化碳電催化還原制甲酸的研究中取得新進展。

　　在固體催化材料表面發生的化學反應都遵循Sabatier原理，即當催化劑的反應性太強時，反應受到脫附、擴散、耦合等基元步驟的影響，造成其活性較低；而當催化劑的反應性太弱時，反應物難以吸附，也難以解離活化，也會致使催化活性相對較低。因此，為達到催化反應的最優反應活性，唯一的方法就是選擇一個適中的反應性。

大連化物所發現二氧化碳電催化還原制甲酸雙火山曲線

　　研究證明，二氧化碳電催化還原制備甲酸過程遵循甲酸根（HCOO*）反應機理，即二氧化碳先質子化得到甲酸根（HCOO*），甲酸根再質子化得到甲酸（HCOOH）。過去，科研人員普遍認為，二氧化碳先質子化得到羧基（COOH*）過程只會產生CO，而不會得到甲酸。但是，此次理論研究表明，從反應網絡和能量最優算法分析，在低電壓下大量的金屬表面均是通過羧基（COOH*）過程得到甲酸，這解釋了金屬Pd上面二氧化碳電催化還原的特殊現象。該理論研究結果也與堿式碳酸鉛表面的雙火山曲線一致（Nat. Commun，2020）。

　　本工作揭示了在具有反應復雜網絡的情況下，由于反應路徑的差異，傳統的火山型曲線難以存在，取而代之的應該是多個頂點共存的火山型曲線。

　　相關成果發表在《先進材料》（Advanced Materials）上。該工作得到了國家自然科學基金、中科院B類先導專項“功能納米系統的精準構筑原理與測量”和遼寧省“興遼英才計劃”等項目的支持。