SNUEI

Mechanistic Investigation of Biomass Oxidation Using Nickel Oxide Nanoparticles in a CO2-Saturated Electrolyte for Paired Electrolysis

2020 · The Journal of Physical Chemistry Letters

저자

Seungwoo Choi, Mani Balamurugan, Kang‐Gyu Lee, Kang Hee Cho, Sunghak Park, Hongmin Seo, 남기태 (Ki Tae Nam)

연구주제

CO2 Reduction Techniques and Catalysts · Electrocatalysts for Energy Conversion · Catalysis for Biomass Conversion

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

가장 가까운 분류(재료 > 금속재료 > 기능재료)가 에너지·환경·원자력 확장 범위 밖이다.

AI 연구 키워드·방법

biomass oxidation 전기화학적 CO2 환원 nickel oxide electrocatalyst 쌍전해(페어드 전기분해)

키워드 (OpenAlex)

biomass oxidation nickel oxide nanoparticles 5-hydroxymethylfurfural oxidation paired electrolysis CO2 reduction near-neutral electrolyte nickel hydroxide nickel oxyhydroxide

초록

A highly efficient CO 2 electrolysis system could be created by introducing biomass oxidation as an alternative anodic reaction to the sluggish oxygen evolution reaction in a CO 2 -saturated and near-neutral electrolyte. Here, we successfully demonstrate anodic biomass oxidation by synthesizing 5 nm nickel oxide nanoparticles (NiO NPs). NiO NPs show a unique electrocatalytic activity for 5-hydroxymethylfurfural (HMF) oxidation under near-neutral conditions, exhibiting an anodic current onset (1 mA cm –2 ) at 1.524 V versus the reversible hydrogen electrode and a total Faradaic efficiency of ≤70%. Electrokinetic and in situ ultraviolet–visible spectroscopic analyses suggest that a redox active nickel hydroxide species is formed on the surface of NiO electrocatalysts during HMF oxidation, and this oxidation of Ni(II) hydroxide to Ni(III) oxyhydroxide could be the rate-determining step. Thi…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2020메타디스오더 소재 개발과학기술정보통신부미래소재디스커버리지원(R&D)서울대학교범위 밖
2020모세관 작용을 이용한 낮은 과전압에서의 물 분해를 가능하게 하는 두 단계의 전기화학-광반응 사이클 개발교육부BK21플러스사업(R&D)서울대학교–
2020서울대학교 창의인재양성 재료사업단교육부BK21플러스사업(R&D)서울대학교–

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