| 초록 |
최근 이산화탄소 감축 및 대체에너지 생산을 위해 이산화탄소 변환 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이산화탄소를 포름산(formic acid)으로 변환하는 연구는 Sn, Pb, Pd의 금속 전극을 기반으로 산화물 또는 합금 등 여러 형태로 진행되고 있는데, 이러한 이산화탄소 변환 촉매는 변환효율이 높은 과전압 구간이 작고 이로 인해 선택성이 낮고 작동환경이 제한적이라는 한계가 있다. 본 연구에서는 간단한 용매열합성법(solvothermal method)으로 수십 나노미터 크기의 BiOx를 합성하여 촉매로 적용하였다. 이 물질은 0.1M KHCO3 수용액에서 -3.48 VRHE(vs. RHE)까지 80% 이상의 높은 효율을 유지하였으며, 부분전류(partial current)는 18mA/cm2으로 높게 나타났다. 또한 0.5M KHCO3와 NaCl에서도 적절한 과전압에서 각각 17.17mA/cm2(-1.51VRHE)과 11.27mA/cm2(-1.52VRHE)로 높은 부분전류를 보였다. 게다가, 표면원자밀도가 작은 Bi의 특성덕분에 706.8 A/g의 높은 집단 활성도를 보였다. Bi 전극은 바닷물과 유사한 전해질에서 높은 전류를 보여줄 뿐만 아니라 넓은 과전압 범위에서 높은 선택성을 보여주기 때문에, 기존의 촉매들과 비교하여 실용적 가치가 높다. |
