Atomically dispersed Pt–N4 sites as efficient and selective electrocatalysts for the chlorine evolution reaction
2020 · Nature Communications
저자
Taejung Lim, Gwan Yeong Jung, Jae Hyung Kim, Sung O Park, Jaehyun Park, Yong‐Tae Kim, Seok Ju Kang, Hu Young Jeong, Sang Kyu Kwak, 주상훈 (Sang Hoon Joo)
연구주제
Electrocatalysts for Energy Conversion · CO2 Reduction Techniques and Catalysts · Catalytic Processes in Materials Science
NTIS 과학기술표준분류
에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장
가장 가까운 분류(화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술)가 에너지·환경·원자력 확장 범위 밖이다.
AI 연구 키워드·방법
탄소나노튜브(CNT) 클로르알칼리 전해 염소 발생 반응(CER) 단일원자 촉매(SAC)
키워드 (OpenAlex)
chlorine evolution reaction atomically dispersed platinum carbon nanotubes chlor-alkali electrolysis oxygen evolution suppression mixed oxide catalysts chloride adsorption active site structure
초록
Abstract Chlorine evolution reaction (CER) is a critical anode reaction in chlor-alkali electrolysis. Although precious metal-based mixed metal oxides (MMOs) have been widely used as CER catalysts, they suffer from the concomitant generation of oxygen during the CER. Herein, we demonstrate that atomically dispersed Pt−N 4 sites doped on a carbon nanotube (Pt 1 /CNT) can catalyse the CER with excellent activity and selectivity. The Pt 1 /CNT catalyst shows superior CER activity to a Pt nanoparticle-based catalyst and a commercial Ru/Ir-based MMO catalyst. Notably, Pt 1 /CNT exhibits near 100% CER selectivity even in acidic media, with low Cl − concentrations (0.1 M), as well as in neutral media, whereas the MMO catalyst shows substantially lower CER selectivity. In situ electrochemical X-ray absorption spectroscopy reveals the direct adsorption of Cl − on Pt−N 4 sites during the CER. Dens…
이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2020 | 미래선도형 특성화연구 | 과학기술정보통신부 | 울산과학기술원연구운영비지원(R&D)(주요사업비) | 울산과학기술원 | – |
| 2020 | META-신소재 기반 융·복합형 에너지 변환 및 저장 기술 개발 | 교육부 | BK21플러스사업(R&D) | 울산과학기술원 | – |
| 2019 | 해양생태계 보호를 위한 전기촉매 기초연구실 | 과학기술정보통신부 | 집단연구지원(R&D) | 울산과학기술원 | 범위 밖 |
| 2020 | 방사광가속기공동이용연구지원사업 | 과학기술정보통신부 | 방사광가속기공동이용연구지원(R&D) | 포항공과대학교 포항가속기연구소 | 범위 밖 |
| 2020 | 부하변동 대응형 고활성, 고내구성 수전해 코팅전극 핵심기술 개발 | 과학기술정보통신부 | 수소에너지혁신기술개발(R&D) | 포항공과대학교 | 범위 밖 |
| 2020 | 중간체의 흡착세기를 독립적으로 제어할 수 있는 단일금속원자 기반의 촉매소재 합성 및 평가 | 과학기술정보통신부 | 미래소재디스커버리지원(R&D) | 포항공과대학교 | 범위 밖 |
| 2020 | 결정 기능화 공정기술 센터 | 과학기술정보통신부 | 집단연구지원(R&D) | 경희대학교(국제캠퍼스) | 범위 밖 |
| 2019 | 촉매 활성점 이해를 통한 고성능 비백금계 산소환원반응 촉매 설계 | 과학기술정보통신부 | 개인기초연구(과기정통부)(R&D) | 울산과학기술원 | 범위 밖 |
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Electrocatalysts for Energy Conversion