平衡H₂O分子的活化是CO₂电催化还原反应的关键，CO₂还原反应的质子化步骤需要快速解离H₂O分子，同时降低H₂O分子还原从而阻碍HER反应。

有鉴于此，湖南大学张世国等提出一种分子工程策略，通过高Gutmann供体数目的质子有机小分子作为溶剂壳，调节H₂O的活化，改善电催化还原CO₂性能。这种有机分子形成K⁺的溶剂化壳，并且累积在双层电化学层，降低界面H₂O分子的密度、界面质子供体的比例，从而阻碍HER反应。

主要内容

（1）

通过二级球效应稳定吸附的H₂O分子，并且通过降低O-H化学键促进H₂O解离，因此加快*CO₂质子化动力学，并且降低反应能垒。当使用含有5 M DMSO添加剂的电解液（KCl-DMSO-5），在-0.75 V~-1.15 V过电势区间，Ag薄膜电极最高的CO选择性达到99.2 %，CO的法拉第效率达到90.0 %。

（2）

这种调节阳离子溶剂层的分子工程策略能够拓展用于其他金属电极（Zn、Sn），以及使用DMF等溶剂。

参考文献

Wenpeng Ni, Yongji Guan, Houjun Chen, Yan Zhang, Shuangyin Wang, Shiguo Zhang, Molecular Engineering of Cation Solvation Structure for Highly Selective Carbon Dioxide Electroreduction, Angew. Chem. Int. Ed. 2023

DOI: 10.1002/anie.202303233

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202303233