精确的理解金属-氢界面相互作用，特别是在operando条件下，对推进金属催化剂在清洁能源技术中的应用至关重要。虽然Pd基催化剂被广泛用于电化学制氢和加氢，但在电化学活性过程中Pd与氢的相互作用复杂，待进一步研究。
基于此，南京大学丁梦宁教授和苏州大学李彦光教授（共同通讯作者）等人报道了通过片上电输运测量，对Pd及其合金纳米催化剂在operando电催化条件下的氢表面吸附和亚表面吸附（相变）特性进行了识别和量化，并研究了电化学CO2还原（CO2RR）与氢吸附动力学之间的竞争关系。DFT计算，以合理解释Pd4Ag表面的CO中毒和高甲酸盐生成活性。作者发现Pd和Pd4Ag在不同的供氢电解质中表现出不同的CO2RR性能。K2HPO4/KH2PO4可加速H的吸附动力学，表明在CO2RR过程中Pd4Ag的相变程度的增加，从KHCO3中的0.38增加到K2HPO4/KH2PO4中的0.48。在-0.4至-0.2 VRHE范围内，Pd4Ag上甲酸盐FE增加约8%，证明K2HPO4/KH2PO4电解质中强质子供应和高operando相变，有利于减少CO中毒和促进甲酸盐生成。对比纯Pd，Pd4Ag对甲酸盐生成的电流密度和稳定性显著增强。在K2HPO4/KH2PO4中增强的质子还原动力学促进了HER，从而导致在低过电位区域甲酸盐FE明显减少。作为对比，在CO2饱和的KHCO3和K2HPO4/KH2PO4中，纯Pd的H/M比非常接近，K2HPO4/KH2PO4主要加速了HER活性，从而降低了甲酸盐FE。因此，CO2RR和HER的性能都可以通过电解液环境进行调节，电解液环境从根本上决定了H的吸附平衡和动力学。Critical role of hydrogen sorption kinetics in electrocatalytic CO2 reduction revealed by on-chip in situ transport investigations. Adv. Energy Mater., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-34685-9.https://doi.org/10.1038/s41467-022-34685-9.
