CO₂电还原制备燃料对环境和能源领域具有重要意义。研究发现,原子层厚度的Co₃O₄纳米薄片,对于CO₂电还原的活性相对于体材料增强一倍^[1],而随着Co₃O₄纳米薄片中氧缺陷浓度的增加,CO₂电还原活性会进一步增加^[2];而当材料为原子层厚度的Co₃O₄和单质Co的混合相时,其CO₂电还原活性达到最优^[3]。通过第一性原理计算,确定了Co₃O₄（100）不同终结面在不同制备条件下稳定性,指出在氧化条件下为Co（Ⅲ）终结（Co^Ⅲ-Co₃O₄）,而在Co单质存在时为Co（Ⅱ）终结（Co^Ⅱ-Co₃O₄）。进而对不同终结面及氧缺陷存在时的Co₃O₄纳米薄片上CO₂吸附及生成甲酸根电化学过程的进行理论模拟,发现两个表面上缺陷的存在均可以降低反应速控步的能垒,Co（Ⅱ）终结的表面具有更好的CO₂吸附性能,氧缺陷存在的Co（Ⅱ）-Co₃O₄具有最低的反应能垒。理论结果表明在还原条件下得到的Co₃O₄纳米薄片具有更好的电催化活性,和实验结果一致。