SNUEI

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)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2020미래선도형 특성화연구과학기술정보통신부울산과학기술원연구운영비지원(R&D)(주요사업비)울산과학기술원–
2020META-신소재 기반 융·복합형 에너지 변환 및 저장 기술 개발교육부BK21플러스사업(R&D)울산과학기술원–
2019해양생태계 보호를 위한 전기촉매 기초연구실과학기술정보통신부집단연구지원(R&D)울산과학기술원범위 밖
2020방사광가속기공동이용연구지원사업과학기술정보통신부방사광가속기공동이용연구지원(R&D)포항공과대학교 포항가속기연구소범위 밖
2020부하변동 대응형 고활성, 고내구성 수전해 코팅전극 핵심기술 개발과학기술정보통신부수소에너지혁신기술개발(R&D)포항공과대학교범위 밖
2020중간체의 흡착세기를 독립적으로 제어할 수 있는 단일금속원자 기반의 촉매소재 합성 및 평가과학기술정보통신부미래소재디스커버리지원(R&D)포항공과대학교범위 밖
2020결정 기능화 공정기술 센터과학기술정보통신부집단연구지원(R&D)경희대학교(국제캠퍼스)범위 밖
2019촉매 활성점 이해를 통한 고성능 비백금계 산소환원반응 촉매 설계과학기술정보통신부개인기초연구(과기정통부)(R&D)울산과학기술원범위 밖

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교수 1

주상훈

연구주제 1

Electrocatalysts for Energy Conversion

키워드 4

단일원자 촉매(SAC) · 염소 발생 반응(CER) · 탄소나노튜브(CNT) · 클로르알칼리 전해