Als alternatief voor de uitputting van fossiele hulpbronnen, de reductie van CO ₂ uitgestoten door de verbranding van fossiele brandstoffen in waardevolle chemicaliën en brandstof heeft steeds meer aandacht getrokken. Door de hoge thermodynamische stabiliteit van CO ₂ , het blijft een hele uitdaging om een ​​duurzame en kostenefficiënte route te vinden om selectief inerte CO . om te zetten ₂ met een hoge conversieratio onder milde omstandigheden. Het water kan ook een belangrijke factor zijn die het reactiemechanisme bepaalt. Aan de ene kant, water is een product vergezeld van CH ₃ OH. H ₂ O kan de autokatalyse activeren om CO . te versnellen ₂ activering en methanolproductie. Anderzijds, Cu is ook een zeer actieve katalysator voor de water-gasverschuivingsreactie (WGS) en de omgekeerde reactie (RWGS). Het water is ook mogelijk om de nevenreactie te lanceren of te onderdrukken, die de selectiviteit kunnen beïnvloeden.

Zeer onlangs, Dr. Cao en Prof. P. Hu's groep aan de East China University of Technology analyseerden systematisch het effect van oppervlaktewater op elke elementaire stap om de rol ervan in CO te onthullen ₂ hydrogenering over het getrapte Cu(211)-oppervlak. De invloed van water op CO ₂ hydrogenering werd respectievelijk besproken op het niveau van de elektronische structuur, energie en kinetiek. De mechanismen tussen in de afwezigheid en aanwezigheid van water werden kwantitatief vergeleken op basis van microkinetische simulatie op basis van dichtheidsfunctionaaltheorie (DFT) berekeningen.

Er is gevonden dat de autokatalyse van water in het voordeel zou kunnen zijn van de vorming van COOH-tussenproduct door de protonoverdracht. Dit versnelt de CO-opwekking, terwijl het de methanolsynthese niet verbetert, waardoor de hogere CO ₂ conversie en de selectiviteit naar CO. Bovendien, de microkinetische analyse werpt ook licht op het feit dat de te hoge initiële partiële druk van water thermodynamisch remt de CO ₂ conversie vanwege de te hoge dekking van OH. Vandaar, het is de eerste keer dat wordt onthuld hoe de activiteit en selectiviteit van CO . kunnen worden gemoduleerd ₂ hydrogenering door het veranderen van de H ₂ O druk.