浙江师范大学杨发课题组与南京师范大学周晓成博士合作报道了Cs₃Bi₂Br₉和Cs₂AgBiBr₆两种钙钛矿纳米晶能在强酸性介质中电还原CO₂制甲酸，克服了碳酸盐积累与污染问题。原位光谱和理论计算表明铋位点上形成的丰富OCHO*中间体促进了甲酸的生成，并抑制了析氢副反应的发生。

随着温室气体CO₂排放量的持续增加，全世界面临着严峻的气候问题。电催化二氧化碳还原（CO₂RR）利用可再生电能将CO₂转化为碳氢燃料被认为是一种能同时实现碳中性循环和可再生能源存储的有效途径。目前CO₂RR体系大多采用碱性或中性电解质以提高CO₂溶解度，但这导致CO₂易与局部或本体中的氢氧根（OH⁻）组分反应生成碳酸盐，不仅降低了碳的利用效率，且造成传质通道阻塞和较严重的交叉污染。

酸性CO₂电还原可以极大程度缓解碳酸盐积累与污染问题。然而，酸性电解质的使用会引入剧烈的竞争副反应：质子更容易捕获电子而优先发生析氢反应。因此，目前很少有酸性CO₂RR的研究报道。受CO₂光催化还原的启发，如果能够解决由水溶液引起的结构不稳定性和退化问题，卤化物钙钛矿有望成为实现高效CO₂电还原的候选材料。在本工作中，强酸性电解质的巧妙使用不仅有助于稳定钙钛矿相，还可以解决CO₂RR中的“碱度问题”。

作者利用原位拉曼光谱动态监测了钙钛矿纳米晶在酸性CO₂RR过程中的结构演变，以证明该催化剂没有经历明显的结构降解。此外，原位衰减全反射表面增强红外光谱（ATR-SEIRAS）和理论计算揭示出OCHO*关键中间体形成的低能垒和高覆盖率提高了甲酸生产的活性与选择性。更有意思的是，作者发现在酸性电解质中，CO₂与质子（H⁺）而不是水（H₂O）反应可以通过避免碳酸氢盐（HCO₃⁻）的形成来提高CO₂还原速率并抑制氢析出。作为概念验证，研究结果不仅为卤化物钙钛矿材料在CO₂电还原领域的应用提供了新的机会，而且拓展了强酸性电解质的实际应用。