人们发现一些金属电极（尤其是Cu）能够实现电催化CO₂还原，在用于CO₂光电催化还原的半导体电极中，暴露(111)、(110)晶面的GaP电极是制备甲醇的最高希望和前景。基于金属表面展示的高性能CO₂电催化还原活性，普林斯顿大学Emily A. Carter等报道了在GaP(001)δ(2×4)表面上考察了CO₂还原反应，通过DFT计算揭示了两种可行的反应过程：质子耦合电子转移（PCET）、负氢转移（HT）。

本文要点：

（1）

在DFT计算模拟过程中，发现两种反应过程都是热力学上能够自发进行。

但是两种过程的动力学具有区别：PCET过程的动力学过程较为缓慢，因此难以有效的进行CO₂还原；但是负氢过程（HT）在动力学上比较容易进行，能够生成CH₂(OH)₂(主要产物)、CH₃OH。

（2）

通过负氢机理的反应过程中面临着发生产氢副反应，因此可能导致光电极上反应选择性降低。

参考文献

Shenzhen Xu and Emily A. Carter*, CO₂ Photoelectrochemical Reduction Catalyzed by a GaP(001) Photoelectrode, ACS Catal. 2021, 11, 1233–1241

DOI: 10.1021/acscatal.0c04240

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c04240