科学家们希望可再生能源产生的电能可以用来将CO2转化为增值燃料，而这些化学物质中储存的能量可以通过燃料电池或其他技术以电能的形式释放出来。这样的做法既可以实现可再生能源的储存，又可以减少人为CO2的排放。

振动光谱学解决二氧化碳电还原反应的基本方面

人们在CO2RR方面付出了相当大的努力，并在催化剂、反应机理和反应装置方面取得了很大进展。已经广泛探索了提高产物选择性和整体反应活性的策略，例如构建晶界、控制晶面、形成不饱和配位点或合金、用非金属元素掺杂过渡金属以及表面改性。

大量工作集中在阐明不同晶面与电催化活性和选择性之间的结构-性能关系。还研究了不同电极电位、电解质和溶液pH值对CO2RR性能的影响。通过实验和理论计算推导了形成C1和C2产物的关键中间体如*CHO或*OCCO。

此外，还开发了流通池和膜电极组件系统，以提高CO2RR的电流密度，加速该工艺的实际应用。

尽管对CO2RR进行了大量工作，但反应机制以及催化剂和电解质的结构效应仍然难以捉摸。出现这些挑战的部分原因是反应复杂，涉及多个电子和质子转移步骤，部分原因是溶液和催化剂表面侧界面结构的动态变化。

为了应对这些挑战，已经采用了能够在反应过程中实时监测催化剂结构演变、识别催化剂活性位点、探测反应微环境和捕获关键反应中间体的原位表征方法。

其中，原位振动光谱具有高灵敏度和界面选择性，能够监测CO2还原反应过程中催化剂结构重构和吸附物质的动态演化，为阐明CO2的反应机理和反应途径提供重要信息。RR，如文献所示。

尽管在过去十年中出现了许多关于CO2RR的评论，但很少有人关注原位振动光谱方法的基本问题解决目标应用。

鉴于从这些方法中获得的关键信息对于基本了解CO2RR，由复旦大学蔡文斌教授和美国大学邹守忠教授领导的关于该主题的综述可能会促进进一步的应用和进步在CO2RR研究中使用原位振动光谱方法。

该综述总结了CO2RR关键基础问题原位振动光谱研究的代表性结果，包括(1)反应途径和中间体;(2)吸附CO的作用;(3)催化剂结构的影响和(4)电解质的影响。最后，简要展望了CO2RR原位光谱研究的未来方向。该综述发表在《催化学报》上。