氧化物衍生銅（oxide-derived copper, OD-Cu）表面上的Cuδ+位點(diǎn)在電化學(xué)CO2還原反應(yīng)（CO2RR）中至關(guān)重要。然而，盡管在還原性CO2RR條件下熱力學(xué)不穩(wěn)定，但是動(dòng)態(tài)存在的Cuδ+物種的根本原因仍未被發(fā)現(xiàn)。
基于此，電子科技大學(xué)崔春華教授和隆昶博士后（共同通訊作者）等人報(bào)道了通過使用電子順磁共振（electron paramagnetic resonance, EPR），確定了在室溫下在HCO3-溶液中形成的高氧化性羥基自由基（OH?）。在文中，作者使用原位拉曼光譜在停止陰極電位后在很短的時(shí)間內(nèi)（10 s）觀察到Cu轉(zhuǎn)化為Cu2O物種的快速再氧化現(xiàn)象，并記錄了在CO2RR過程中OD-Cu表面動(dòng)態(tài)存在的Cuδ+物種。們通過電子順磁共振（EPR）進(jìn)一步確定了快速再氧化是由存在于KHCO3溶液中的強(qiáng)氧化OH?自由基引起的。通過同位素標(biāo)記技術(shù)發(fā)現(xiàn)，在室溫下，在HCO3-水溶液中進(jìn)行氧交換時(shí)，HCO3-和H2O都會(huì)產(chǎn)生OH?自由基。此外，由于OH?自由基的不斷產(chǎn)生，作者觀察到在開路電位（OCP）下，Cu電極在CO2或Ar飽和KHCO3溶液中的氧化腐蝕程度高于沒有OH?自由基的電解質(zhì)，這暗示了氧化的KHCO3電解質(zhì)。該工作證明了OH?自由基作為氧化物種，其指導(dǎo)了對CO2RR中Cuδ+物種起源的基本理解。Hydroxyl radicals dominate reoxidation of oxide-derived Cu in electrochemical CO2 reduction. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-31498-8.https://doi.org/10.1038/s41467-022-31498-8.
