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)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2020 | 메타디스오더 소재 개발 | 과학기술정보통신부 | 미래소재디스커버리지원(R&D) | 서울대학교 | 범위 밖 |
| 2020 | 모세관 작용을 이용한 낮은 과전압에서의 물 분해를 가능하게 하는 두 단계의 전기화학-광반응 사이클 개발 | 교육부 | BK21플러스사업(R&D) | 서울대학교 | – |
| 2020 | 서울대학교 창의인재양성 재료사업단 | 교육부 | BK21플러스사업(R&D) | 서울대학교 | – |
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교수 1
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CO2 Reduction Techniques and Catalysts