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”团队青年教师曹勇勇以第一通讯单位、第一作者在自然指数期刊《Inorganic Chemistry》上发表了题为《Regulation of the Coordination Structures of Transition Metals on Nitrogen-Doped Carbon Nanotubes for Electrochemical CO₂ Reduction》的论文，通讯作者为李溪教授和王燕刚教授。这是曹勇勇老师今年第三个在电催化二氧化碳还原（CO₂RR）领域取得的重要理论研究工作。

在电催化二氧化碳还原领域，开发高活性、高选择性和高稳定性的催化剂一直是一个巨大的挑战。鉴于此，李溪研究团队采用密度泛函理论（DFT）和从头算分子动力学（AIMD）的方法，开发了一种快速、准确筛选高效CO₂RR单原子催化剂的策略，筛选得到了四种具有不同配位结构的催化剂（Fe@CNT, Cu@1N_CNT, Pd@2N_CNT 和 Ni@3N_CNT）。进一步研究发现：Ni@3N_CNT对CO₂还原生成CO具有最高的活性和选择性，钾离子和水分子的存在对CO₂RR反应性能具有重要的影响，通过机器学习构建了催化剂本征性质和CO₂吸附之间的方程式。本工作不仅为理论工作者筛选高效的CO₂RR单原子催化剂的策略提供了借鉴，而且也为实验工作者筛选得到了四种极具潜力的催化剂。