近日，中國科學院高能物理研究所多學科中心能源譜學團隊在電催化二氧化碳(CO₂)還原機理研究方面取得重要進展，通過在Co_x/Pd金屬烯上構建單分散原子位點，建立了C₁產物高選擇性靶向開關，實現CO₂電轉化路徑的非線性調控，相關工作以“Establishing a Robust Nonlinear Targeted Switch for C₁ Electroproduction in Atomic Alloy Co_x/Pd Bimetallenes”為題在線發表在國際知名學術期刊Angew. Chem. Int. Ed.上。

構建用于CO₂電轉換的靶向開關，對于定向獲取高值化學品以實現“雙碳”戰略至關重要，但是目前活性位點的對稱性及拓撲結構與催化性能之間缺乏普適關聯性，嚴重阻礙了對多種中間體競爭性路徑的精準調控。本工作中，團隊基于前期對局域對稱性破缺單原子催化劑用于高效CO₂電還原產甲酸(Nat. Commun. 2023, 14, 6849;ESI高被引論文)的研究，采用原子植入策略，在金屬鈀烯上成功構建了用于C₁產物選擇性切換所需的非線性靶向開關Co_x/Pd(x=1, 2)。從Co₁/Pd切換到Co₂/Pd，可使C₁產物(CO和甲酸)選擇性發生非線性、高對比度翻轉(選擇性均超過94%)，而且在工況電流密度(-150 mA cm^-2)下連續工作200小時仍能保持優異的選擇性和電流效率。原位譜學和理論計算發現特定的近鄰金屬位點組合能夠調節d_z²能帶中心，誘發中間體優先吸附構型的非線性切換，進而控制C₁產物的轉化路徑。該研究揭示了一種用于C₁產物高選擇性轉換的理想開關，為通過特定拓撲結構組裝來精細調控能量轉換過程提供了新視角。高能所博士后裴加景、張貴凱和中國計量大學李燦為論文共同第一作者，高能所為唯一通訊單位，董俊才特聘青年研究員為論文通訊作者。

近期，董俊才入選了英國皇家化學會材料化學領域2024年度Journal of Materials Chemistry A Emerging Investigators，受邀發表題為“Low-coordinated Co-Mn diatomic sites derived from metal–organic framework nanorods promote electrocatalytic CO_² reduction”的?？撐?J. Mater. Chem. A 2024, 12, 13694;封面論文)。該工作中，團隊提出利用低氮配位的Co-Mn雙原子位點來促進*CO脫附，以加快CO₂→CO動力學過程，實現了極低電勢下CO的高選擇性轉化。高能所博士后裴加景、張貴凱為論文共同第一作者，高能所為唯一通訊單位，安鵬飛副研究員和儲勝啟副研究員為論文共同通訊作者。

上述工作依托北京同步輻射裝置X射線譜學線站，為高能同步輻射光源在能源轉換領域的應用研究以及后續能源材料及器件譜學線站的建設提供了重要科學及技術儲備。上述工作得到了國家自然科學基金面上項目、中國科學院青促會優秀會員、中國科學院高能物理研究所科技創新項目、北京市自然科學基金青年項目和中國博士后科學基金面上項目的資助支持。