SNUEI

Electrocatalytic Reduction of Low Concentrations of CO2 Gas in a Membrane Electrode Assembly Electrolyzer

2021 · ACS Energy Letters

저자

Dongjin Kim, Woong Chul Choi, Hee Won Lee, Si Young Lee, Yongjun Choi, Dong Ki Lee, Woong Kim, Jonggeol Na, Ung Lee, 황윤정 (Yun Jeong Hwang), Da Hye Won

연구주제

CO2 Reduction Techniques and Catalysts · Electrocatalysts for Energy Conversion · Catalysts for Methane Reforming

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

에너지/자원 > 온실가스 처리 > CO2 전환기술에너지 외

배정 근거: 지원 과제의 분류와 AI 키워드가 잡은 과제의 분류를 반씩(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

저농도 CO2 전환 전기화학적 CO2 환원 막전극접합체(MEA) 단일원자 촉매(SAC)

키워드 (OpenAlex)

electrochemical CO2 reduction low CO2 concentration membrane electrode assembly electrolyzer hydrogen evolution suppression Ni-N-C catalysts silver nanoparticles CO Faradaic efficiency CO selectivity

초록

The direct conversion of low concentrations of CO 2 is an essential approach, considering the expensive gas conditioning process for pure CO 2, but has not yet been intensely studied in a membrane electrode assembly (MEA) electrolyzer. Herein, we explored the CO 2 reduction with various CO 2 concentrations in a zero-gap MEA electrolyzer and found that suppressing the hydrogen evolution reaction (HER) became more critical at low concentrations of CO 2 . We demonstrate that a Ni single-atom (Ni-N/C) catalyst exhibits a high tolerance toward low CO 2 partial pressure ( P CO2 ) because of the intrinsically large activation energy of the HER. Ni-N/C outperformed the CO productivity of Ag nanoparticles, especially at low concentrations of CO 2 in the zero-gap MEA. When the P CO2 was lowered from 1.0 to 0.1 atm, Ni-N/C maintained >93% of CO Faradaic efficiency (FE CO ), but Ag nanoparticles sho…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
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2021미래형 스마트 소재부품 연구단교육부4단계두뇌한국21사업(R&D)고려대학–
2021화학분자공학 교육연구단교육부4단계두뇌한국21사업(R&D)서울대학–
2021전기화학적 CO2 전환 CO 대량생산을 위한 반응기 개발과학기술정보통신부유용물질생산을위한CarbontoX기술개발(R&D)한국과학기술연구원에너지/자원 > 온실가스 처리 > CO2 전환기술에너지 외
2021실시간 전기화학반응 분석법 기반 나노 계면 촉매 개발과학기술정보통신부개인기초연구(과기정통부)(R&D)한국과학기술연구원범위 밖

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