JACS：Cu表面CO2电还原的质子来源

本文研究了在铜表面进行的电化学CO2还原反应（CO2RR）中质子来源的问题。研究背景是CO的质子化被认为是生成C1产物过程中的决速步骤，但其详细反应机制和确切质子来源仍不明确。研究目的是通过采用基于多体微扰理论的随机相位近似（RPA）方法，结合线性化泊松-玻尔兹曼方程模拟溶剂化效应，并考虑电化学势的影响，来阐明质子来源。研究结论表明，在中性或碱性电解质中，被吸附在表面的水通过Grotthuss机制作为∗CO还原为∗COH的质子来源；在较高负电位下，溶剂H2O成为主要质子供体。此外，研究发现随机相位近似与广义梯度近似的密度泛函理论计算结果存在明显差异，为CO2还原反应的质子转移提供了新的视角。