SNUEI

CO2 Electroreduction to Formate at a Partial Current Density of 930 mA cm–2 with InP Colloidal Quantum Dot Derived Catalysts

2020 · ACS Energy Letters

저자

Ivan Grigioni, Laxmi Kishore Sagar, Yuguang Li, 이건희 (Geonhui Lee), Yushan S. Yan, Koen Bertens, Rui Kai Miao, Xue Wang, Jehad Abed, Da Hye Won, Francisco Pelayo García de Arquer, Alexander H. Ip, David A. Sinton, Edward Hartley Sargent

연구주제

CO2 Reduction Techniques and Catalysts · Carbon dioxide utilization in catalysis · Electrocatalysts for Energy Conversion

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

에너지/자원 > 온실가스 처리 > CO2 전환기술에너지 외

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

전기화학적 CO2 환원 포름산염 생산 indium catalyst 인듐인화물 양자점(InP QD)

X선 광전자 분광법(XPS)

키워드 (OpenAlex)

electrochemical CO2 reduction formate production indium phosphide colloidal quantum dots Faradaic efficiency high current density ligand exchange electrocatalysts

초록

We report formate production via CO 2 electroreduction at a Faradaic efficiency (FE) of 93% and a partial current density of 930 mA cm –2, an activity level of potential industrial interest based on prior techno-economic analyses. We devise a catalyst synthesized using InP colloidal quantum dots (CQDs): the capping ligand exchange introduces surface sulfur, and XPS reveals the generation, operando, of an active catalyst exhibiting sulfur-protected oxidized indium and indium metal. Surface indium metal sites adsorb and reduce CO 2 molecules, while sulfur sites cleave water and provide protons. The abundance of exposed surface indium sites per quantum dot enables the high formate productivity achieved at low catalyst loadings. The high conductivity of the layer of nanoparticles under negative potential sustains the large current densities.

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

이건희

연구주제 1

CO2 Reduction Techniques and Catalysts

정책분야 1

온실가스 처리

키워드 3

전기화학적 CO2 환원 · 포름산염 생산 · 인듐인화물 양자점(InP QD)

방법 1

X선 광전자 분광법(XPS)