近日，我校生物与化学工程学院“绿色生态与低碳能源技术研究中心”李溪教授团队在电催化二氧化碳还原（CO₂RR）领域的理论计算方面取得重要进展，以第一通讯单位在国际著名期刊Journal of Materials Chemistry A(SCI一区，影响因子12.732)发表了题为《Understanding the water molecule effect in metal-free B-based electrocatalysts for electrochemical CO₂ reduction†》的封面论文。该论文通讯作者为李溪教授、王燕刚教授和曹勇勇博士，第一作者为我校与浙江工业大学2020级联培研究生孟玉晓。

据悉，CO₂的过量排放导致全球严重的温室效应，通过可再生能源驱动的电催化反应，将温室气体CO₂分子转换为高附加值的甲烷（CH₄）和乙烯（C₂H₄），既符合“碳达峰 碳中和”的策略方针，也能解决能源短缺的问题。鉴于此，李溪研究团队采用多尺度的理论模拟方法，创新性地设计了两种高效的非金属CO₂还原催化剂(B@Bi和B₂@Bi)，并在真实的电解质环境下，探究了氢键网络结构下对电催化CO₂还原反应活性、选择性及反应机理的影响。研究结果表明:氢键网络的存在不但会改变CO₂RR产物的选择性和机理，而且也可以大大降低反应的热力学和动力学能垒。该项研究揭示了氢键网络对小分子电催化转化反应的重要性，为今后高效的非金属CO₂RR电催化剂的设计提供了重要的理论指导。

论文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ta/d1ta10127g/unauth.