SNUEI

Optimizing Electrochemical Furfural Hydrogenation on Pt via Bimetallic Colocalization of Cu

2024 · ACS Catalysis

저자

Sanghwi Han, Jeongyun Kim, Jaehyuk Shim, Won Bo Lee, 류재윤 (Jaeyune Ryu), 윤제용 (Jeyong Yoon)

연구주제

Catalysis for Biomass Conversion · Electrocatalysts for Energy Conversion · Fuel Cells and Related Materials

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

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

AI 연구 키워드·방법

이종금속 촉매 전기화학적 푸르푸랄 수소화 막전극접합체(MEA) platinum copper bimetallic catalyst

밀도범함수 이론(DFT)

키워드 (OpenAlex)

electrochemical hydrogenation furfural furfuryl alcohol proton-coupled electron transfer membrane electrode assembly Faradaic efficiency adsorption energy electrocatalysis

초록

Electrochemical hydrogenation of furfural (EHF) to furfuryl alcohol (FA) presents a promising, yet challenging, avenue due to its inherently low performance and selectivity. In this study, we introduce a highly efficient and selective electrochemical system for FA production, employing a PtCu catalyst within a membrane-electrode assembly (MEA). Comprehensive investigations, including electrochemical kinetic analysis, material characterizations, and density functional theory (DFT) calculations, reveal that the incorporation of Cu onto Pt surfaces reduces the energy barrier for the proton-coupled electron transfer (PCET) reaction of adsorbed furfural and optimizes the adsorption energy for intermediates. These enhancements significantly increase the reaction rate and selectivity for FA production. The optimized PtCu catalyst exhibits high EHF performance in the MEA system, achieving a Fara…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2024계면촉매 재료의 반응 선택성 조절을 위한 전기화학적 편극 방법론 개발과학기술정보통신부개인기초연구(과기정통부)서울대학범위 밖
2024분자활성 촉매반응 연구과학기술정보통신부기초과학연구원연구운영비지원(주요사업비)기초과학연구원–
2024고분자 소재를 위한 편극성 및 반응을 고려한 분자동력학 모델 개발 : 고분자 전해질과 반도체 PR 공정과학기술정보통신부개인기초연구(과기정통부)서울대학범위 밖

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교수 2

윤제용 · 류재윤

연구주제 1

Catalysis for Biomass Conversion

키워드 3

막전극접합체(MEA) · 이종금속 촉매 · 전기화학적 푸르푸랄 수소화

방법 1

밀도범함수 이론(DFT)