加州理工學院Jonas C. Peters教授、Theodor Agapie教授、Harry A. Atwater教授（美國工程院院士、Plasmonics領域開創者）等由于受到酸性電催化還原CO2技術發展的啟發，使用原位光譜表征較低pH改善CO2RR的機理。
本文要點
（1）
通過ATR-SEIRAS光譜和熒光共聚焦掃描顯微鏡表征，說明堿金屬陽離子（M+）在電催化CO2還原反應中的作用。這項研究提供了非常重要的信息，發現電極的表面pH對CO2還原反應產生的影響，分別研究是否有機層以及不同[M+]濃度的變化。
（2）
發現酸性電解液中，在合適的電流密度，能夠使得CO2還原反應在沒有金屬陽離子存在的時候發生。原位局部pH測試結果說明，需要耗盡局部[H+]才可以促進H2O還原反應作為CO2還原的競爭反應。增加[K+]濃度能夠增加局部pH促進CO2還原反應，但是需要質子消耗的速率足夠快，使得pH值迅速升高。
Stark調諧測試和表面水分子結構分析的結果顯示，隨著[M+]增加，電場沒有變化，并且界面水分子脫附，這表明CO2還原反應性能的改善是通過抑制H+的傳輸以及改變界面溶劑分子結構實現的。原位pH測試的結果驗證說明，隨著[M+]的增加，局部pH升高，因此局部[CO2]降低，這有助于人們發展其他調節質子傳輸的方法。作者證明，通過在位電沉積有機添加劑形成的有機薄膜提供了一種方法，可以在強酸（pH 1）和低陽離子濃度（≤0.1 M）下，在低電流密度或者高電流密度下都能夠對氫氣生成反應的選擇性CO2還原（FECO2還原 ≈ 65%）。
參考文獻
Madeline H. Hicks, Weixuan Nie, Annette E. Boehme, Harry A. Atwater*, Theodor Agapie*, and Jonas C. Peters*, Electrochemical CO2 Reduction in Acidic Electrolytes: Spectroscopic Evidence for Local pH Gradients, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c09512
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c09512
