本研究发现铜表面的含氧物种可使电催化CO2还原（CO2 RR）生成CH4的速率提升200倍以上。结合原位拉曼光谱与密度泛函理论计算，证明Cu催化剂上CO2与氧化剂H2O2的共电解以及拉曼非活跃物种（Cuδ+-RI）的形成，是选择性提高CH4产率的重要原因。

工业的快速发展与化石能源的大量消耗导致大气中CO2浓度的不断提升，将CO2电化学还原为甲烷、乙烯、乙醇等化学品可以降低大气CO2含量且储存能量。铜是目前唯一能将CO2转化为大量碳氢化合物和含氧化合物的金属，对铜的氧化处理（如热处理、氧等离子体激活、阳极氧化等）可进一步提高碳氢化合物的生产效率，但铜表面含氧物种在电催化CO2还原反应中的作用机制尚不清楚。本研究结合电化学活性测试、原位表面增强拉曼光谱（SERS）、反应分子动力学（ReaxFF MD）模拟和密度泛函理论（DFT），论证了CO2还原反应过程中铜表面稳定氧化物的存在及其对CH4产物生成的促进作用。

在氧化剂H2O2存在的电解液中，CO2与H2O2在Cu催化剂表面的共电解以及拉曼非活性铜氧化物的形成，是选择性提高CH4产率的重要原因。