利用可再生能源通过铜基催化剂催化电化学二氧化碳还原反应（CO₂RR）在生产高价值的多碳产品方面具有巨大潜力。然而，CO₂RR过程中Cu催化剂表面的化学和结构状态仍是一个有争议的问题。近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室Walter S. Drisdell，SLAC国家加速器实验室Christopher Hahn，Ryan C. Davis，Apurva Mehta，斯坦福大学Thomas F. Jaramillo等通过原位切线入射X射线吸收光谱（GIXAS）和X射线衍射（GIXRD）的组合研究了多晶Cu电极近表面区域的结构演变。

本文要点：

1）原位GIXAS研究表明，在CO₂RR起始电位之前Cu电极表面氧化物层被完全还原成金属Cu，并且催化剂在与CO₂RR相关电位下保持金属态。作者还发现在存在CO₂的情况下，多晶Cu表面优先朝（100）面表面重构。

2）对重构曲线的定量分析表明，重构程度随着负电位的增加而增加，并且当施加电位恢复到更大的正值时，重构的程度将持续。

该工作表明，Cu电催化剂的表面在CO₂RR过程中是动态的，并强调了原位表征对了解表面结构及其在电催化中的作用的重要性。

Soo Hong Lee, et al. Oxidation State and Surface Reconstruction of Cu under CO₂ Reduction Conditions from In Situ X-ray Characterization. J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c10017

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c10017