近年来人们对可再生电力驱动的二氧化碳（CO₂）电还原的兴趣与日俱增，这就要求在催化剂设计中采取有效的策略。

基于此，北京大学潘锋教授，李舜宁副研究员（共同通讯作者）等人对具有代表性的Ni₂P电催化剂进行了系统的第一性原理研究，该催化剂具有密集分布的Ni₃催化中心，在CO₂还原反应（CO₂RR）中表现出较高的C-C偶联选择性。

DFT计算表明，不仅每个Ni₃位点中的Ni原子可以协同容纳反应中间体以获得更好的偶联机会，而且相邻的Ni₃位点也可以协同驱动高吸热氢化步骤形成关键的多碳物种。

这种能力的核心在于水的氢键网络参与在相邻Ni₃位点之间转移表面质子，这建立了一条动力学上可行的路径来规避电化学步骤中的热力学损失。

总之，Ni₂P电催化剂对CO₂RR中C₂₊产物的优越选择性归因于表面密集分布的Ni₃位点的多中心协同作用。这种协同作用体现在两个层次上：

首先，每个孤立的Ni₃催化中心的多个吸附位点可以为C₁和C₂₊物种提供合适的空间，有助于增加C-C偶联的机会并减少所需的能量。

第二，表面质子通过水辅助质子转移（WAPT）机制在相邻的Ni₃位点之间转移，有助于共吸附构型中*CO中间体的进一步氢化，从而在很大程度上降低C-C偶联的活化能垒。

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.