11月2日消息，俄亥俄州立大学Zhihao Cui等研究者在Nature Chemistry发表题为《Thermochemical adsorption at high overpotentials limits molecular CO-to-methanol electroreduction》的研究，揭示了CO电还原制甲醇反应中一个此前被低估的瓶颈。

电催化通过电位控制调制界面电荷转移动力学，但热化学步骤（如吸附）如何主导整体动力学一直不清楚。团队开发了一种测策略：通过测定CO氧化极限电流来确定CO还原极限电流，从而将传质效应从CO还原动力学中解耦。以分子催化剂上的CO-to-甲醇转化为模型体系，研究发现：低过电位下反应速率由电化学步骤限制，而高过电位下热化学CO吸附步骤反而成为限速环节。不同阳离子体系下CO吸附能与活化能的变化符合Brønsted-Evans-Polanyi原理，确立了CO吸附能作为可靠动力学描述符的地位。

在应用层面，团队证明碳纳米管负载的钴酞菁凭借相对其他金属酞菁更强的CO吸附能力，可实现可观的CO-to-甲醇转化。该工作阐明了电解过程固有的热化学约束，并提供了一个动力学框架用于判断此类限制何时成为速率决定因素——对CO2/CO电解制燃料与化学品技术走向工业级电流密度具有直接指导意义：单纯提高电位并不能线性提升产率，吸附步骤的优化同样关键。 （来源：Nature Chemistry）