乙腈电还原为乙胺是另一种具有重要工业价值的电化学反应，在实际应用中面临金属电极析氢副反应严重、电化学效率低的问题。针对这一挑战，前沿交叉科学研究中心催化与分离材料的理论模拟与设计课题组田子奇研究员通过考虑固液界面环境的理论计算发现，极性氰基还原过程中的氢并非单纯来自表面活性氢或电解质中的质子，其中表面氢倾向转移到不饱和碳而电解质氢易于转移至不饱和氮。通过构造氧化态的极性金属表面，可望活化极性不饱和键同时抑制表面的析氢过程。实验合作团队通过电化学原位活化制备了自支撑CuO@Cu异质结构催化电极，形成具有丰富Cu²⁺/Cu⁰界面的活性表面，有效调控了表面氢的吸附和迁移行为，显著提升了乙腈向乙胺的电还原效率。该催化剂在−0.1至−0.4 V（vs. RHE）电位范围内实现了近100%的法拉第效率，并在0.2 A cm^-2的电流密度下稳定运行超过1000小时，展示了优异的活性和稳定性。

   相关研究以“Surface hydrogen migration significantly promotes electroreduction of acetonitrile to ethylamine”为题，发表于Nat Commun 16, 2236 (2025) (https://doi.org/10.1038/s41467-025-57462-w)，中国科学院宁波材料所陈亮、田子奇、林贻超为共同通讯作者。

图1  CuO@Cu异构界面乙腈还原机理