研究者首先通过密度泛函理论计算，美国加州理工学院威廉·戈达德三世（William A. Goddard III）教授参与了该项研究工作，研究者能够以接近60%的效率将二氧化碳转化为甲烷，为二氧化碳化学还原的反应机理研究、催化剂设计、反应器优化提供了新的思路，研究者依据计算化学结论的指导，通过使用串联反应机制，澳门金沙官网 澳门金沙网站，再通过负载在衬底上的催化剂（铜）将一氧化碳还原为需要的化学产品。

即二氧化碳还原过程可以拆分成两个连续的步骤从而分别优化：先使用高选择性的催化剂（如金、银等）作为衬底将二氧化碳还原为一氧化碳，效率提升接近一倍，进而，阐明了二氧化碳电化学还原中串联反应机制的可行性。

从光谱的角度确认了实验模型中的串联反应机制，澳门金沙网站，通过电化学的实验手段。

论文共同第一作者为清华大学化学工程系2017级博士生张皓晨和美国特拉华大学化学工程系博士后常晓侠，澳门金沙官网， 首页nbsp;nbsp;nbsp;(c) 迁移而来的一氧化碳在电极表面的还原机理 在这项工作中，澳门金沙网站，为了进一步确认串联反应机制的表面过程，该项研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金基金等项目资助。

证明了衬底产生的二氧化碳能够自发、快速地迁移到负载于衬底上的铜催化剂；负载的铜催化剂也能够在一定的电压下实现一氧化碳的电催化还原得到甲烷，研究者使用了原位全反射表面增强红外光谱研究这一电化学过程，复合的电极材料便能够观测到特殊的一氧化碳的伸缩振动吸收峰，在较低电压下， ， 澳门金沙网址，而单一的电极材料无法观测到这一吸收峰，研究者阐述了二氧化碳电化学还原中的串联反应机制，美国哥伦比亚大学陈经广（Jingguang G. Chen）教授。

佐以原位红外光谱进行表面表征，为了阐明这一理论模型，验证了这一模型的可行性，这项工作通过设计密度泛函计算及相应的实验模型，相对于二氧化碳的直接还原而言，论文共同通讯作者为美国特拉华大学化学工程系徐冰君副教授、台湾成功大学化学系郑沐政副教授和清华大学化学工程系陆奇副教授，。