近年來人們對可再生電力驅動的二氧化碳（CO₂）電還原的興趣與日俱增，這就要求在催化劑設計中采取有效的策略。

基于此，北京大學潘鋒教授，李舜寧副研究員（共同通訊作者）等人對具有代表性的Ni₂P電催化劑進行了系統的第一性原理研究，該催化劑具有密集分布的Ni₃催化中心，在CO₂還原反應（CO₂RR）中表現出較高的C-C偶聯選擇性。

DFT計算表明，不僅每個Ni₃位點中的Ni原子可以協同容納反應中間體以獲得更好的偶聯機會，而且相鄰的Ni₃位點也可以協同驅動高吸熱氫化步驟形成關鍵的多碳物種。

這種能力的核心在于水的氫鍵網絡參與在相鄰Ni₃位點之間轉移表面質子，這建立了一條動力學上可行的路徑來規避電化學步驟中的熱力學損失。

總之，Ni₂P電催化劑對CO₂RR中C₂₊產物的優越選擇性歸因于表面密集分布的Ni₃位點的多中心協同作用。這種協同作用體現在兩個層次上：

首先，每個孤立的Ni₃催化中心的多個吸附位點可以為C₁和C₂₊物種提供合適的空間，有助于增加C-C偶聯的機會并減少所需的能量。

第二，表面質子通過水輔助質子轉移（WAPT）機制在相鄰的Ni₃位點之間轉移，有助于共吸附構型中*CO中間體的進一步氫化，從而在很大程度上降低C-C偶聯的活化能壘。

Multi-Center Cooperativity Enables Facile C-C Coupling in Electrochemical CO₂ Reduction on a Ni₂P Catalyst. ACS Catal., 2023, DOI: 10.1021/acscatal.2c05611.

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.2c05611.