Understanding potential-dependent competition between electrocatalytic dinitrogen and proton reduction reactions
2021 · Nature Communications
저자
Changhyeok Choi, Geun Ho Gu, Juhwan Noh, Hyun S. Park, 정유성 (Yousung Jung)
연구주제
Ammonia Synthesis and Nitrogen Reduction · Electrocatalysts for Energy Conversion · CO2 Reduction Techniques and Catalysts
NTIS 과학기술표준분류
배정 근거: 지원 과제의 분류와 AI 키워드가 잡은 과제의 분류를 반씩(정책 연계 맵과 같은 방법).
AI 연구 키워드·방법
전기화학적 질소 환원(NRR) 수소 발생 반응(HER) potential dependent selectivity
constant electrode potential model 미시반응속도 모델링
키워드 (OpenAlex)
electrochemical nitrogen reduction hydrogen evolution reaction microkinetic modeling charge transfer H* adsorption nitrogen adsorption overpotential electrocatalysis
초록
Abstract A key challenge to realizing practical electrochemical N 2 reduction reaction (NRR) is the decrease in the NRR activity before reaching the mass-transfer limit as overpotential increases. While the hydrogen evolution reaction (HER) has been suggested to be responsible for this phenomenon, the mechanistic origin has not been clearly explained. Herein, we investigate the potential-dependent competition between NRR and HER using the constant electrode potential model and microkinetic modeling. We find that the H coverage and N 2 coverage crossover leads to the premature decrease of NRR activity. The coverage crossover originates from the larger charge transfer in H + adsorption than N 2 adsorption. The larger charge transfer in H + adsorption, which potentially leads to the coverage crossover, is a general phenomenon seen in various heterogeneous catalysts, posing a fundamental cha…
이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)
| 연도 | 과제 | 부처 | 사업 | 수행기관 | NTIS 분류(1순위) |
|---|---|---|---|---|---|
| 2021 | 중간체의 흡착세기를 독립적으로 제어할 수 있는 단일금속원자 기반의 촉매소재 시뮬레이션 | 과학기술정보통신부 | 미래소재디스커버리지원(R&D) | 한국과학기술원 | 화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술 |
| 2021 | 프랙탈 구조 알케미 촉매를 이용한 과산화수소 및 암모니아 합성 반응시스템 개발 및 반응 메커니즘 해석 | 과학기술정보통신부 | 미래소재디스커버리지원(R&D) | 고려대학 | 화공 > 나노 화학공정기술 > 나노소재 합성기술 |
| 2021 | 지능형 다중스케일 생명화학공학 교육연구단 | 교육부 | 4단계두뇌한국21사업(R&D) | 한국과학기술원 | – |
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교수 1
연구주제 1
Ammonia Synthesis and Nitrogen Reduction
정책분야 1
키워드 2
수소 발생 반응(HER) · 전기화학적 질소 환원(NRR)