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研究概述

乙腈（AN）电化学还原为乙胺（EA）是一个极具吸引力但又充满挑战的过程，主要是由于竞争性析氢反应（HER）。

2025年3月6日，中国科学院宁波材料技术与工程研究所林贻超、田子奇、陈亮在国际知名期刊Nature Communications上发表题为《Surface hydrogen migration significantly promotes electroreduction of acetonitrile to ethylamine》的研究论文。

在本文中，作者证明了在Volmer步骤抑制HER的能力，其中质子迁移到自支撑CuO@Cu 异质结上的AN的不饱和键。

CuO@Cu催化剂在-0.1 V至-0.4 V整个测试电位范围内表现出近100%的法拉第效率（FE），并且在0.2 A cm^-2的恒定电流密度下表现出超过1000 h的显著稳定性。其中，CuO被确定为驱动反应的活性组分，而金属Cu则促进了高效的电子转移。

理论模拟和实验数据表明，协同加氢过程有助于乙腈还原反应（ARR），其中包括表面氢的迁移和溶液中的质子加入。

本研究为理解ARR过程提供了新见解，并提出了一种通过调节Volmer步骤来增强有机分子电化学加氢的有效策略。

图文解读

图1：CuO@Cu的制备与结构表征

图2：电化学性能测试

图3：稳定性测试

文献信息

Tang, Y., Li, J., Lin, Y. et al. Surface hydrogen migration significantly promotes electroreduction of acetonitrile to ethylamine. Nat. Commun., (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57462-w.

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