瑞士洛桑联邦理工学院胡喜乐教授（通讯作者）等人报道了一种通过利用碱性阳离子抑制析氢反应（HER）的方法，在强酸性介质（pH=1.0）中展示了高效的CO₂电还原，其法拉第效率（FE）高达90%。在文中，作者将这种方法应用于三类具有代表性的催化剂，即碳负载的SnO₂、Au和Cu纳米颗粒（SnO₂/C、Au/C和Cu/C），它们可用于产生甲酸、CO和碳氢化合物，分别作为CO₂电还原的主要产物，其中生成甲酸和CO的法拉第效率（FE）高达90%。通过模拟和分析表明，阴极双层中的碱金属阳离子有效地屏蔽了扩散层中的电场，抑制了水合氢离子向阴极的迁移，从而降低了外亥姆霍兹平面（outer Helmholtz plane, OHP）中水合氢离子的浓度，进而有效的抑制了HER。同时，阳离子增强了Stern层的电场，并稳定了CO₂还原过程中的关键中间体，以促进CO₂还原。该工作不仅证明了利用碱性阳离子抑制HER以促进CO₂还原策略对于各种催化剂和阳离子具有通用性，而且揭示了阳离子诱导的电场调制是阳离子效应的促进机制。研究成果以题为“Modulating electric field distribution by alkali cations for CO₂ electroreduction in strongly acidic medium”发布在国际著名期刊Nature Catalysis上。