SNU CBE

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

화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술

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…

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연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
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정유성

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