SNU CBE

Atomic Tuning of Metal‐Support Interactions for Pathway‐Selective CO 2 Photoreduction on TiO 2

2026 · Advanced Science

저자

Dongyun Kim, Wonjae Ko, Byoung‐Hoon Lee, Sanghoon Kim, Yun Do Kim, Hyunsoo Ahn, Yoon Seok Jung, Chan Woo Lee, Kug‐Seung Lee, Eunhee Gong, Junho Lee, Minho Kim, 현택환 (Taeghwan Hyeon), Su‐Il In

연구주제

Advanced Photocatalysis Techniques · CO2 Reduction Techniques and Catalysts · TiO2 Photocatalysis and Solar Cells

NTIS 과학기술표준분류

화공 > 화학공정 > 촉매/반응기술

배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

금속-지지체 상호작용(MSI) 광촉매 CO2 환원 단일원자 촉매(SAC) 이산화티타늄 광촉매

밀도범함수 이론(DFT) 확산반사 적외선 분광법(DRIFTS) x ray absorption fine structure

키워드 (OpenAlex)

photocatalytic CO2 reduction TiO2 photocatalyst single-atom catalysts metal-support interaction co-production methane production ethane production C–C coupling

초록

ABSTRACT Photocatalytic CO 2 conversion demands precise control over multielectron reaction pathways to achieve selective solar fuel production. Atomically dispersed Fe and Cu catalysts on TiO 2 direct divergent photoreduction outcomes—CO via Fe and CH 4 /C 2 H 6 via Cu—through modulation of CO intermediate binding. Using in situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), X‐ray absorption fine structure (XAFS), and density functional theory (DFT) calculations, this study unveils how metal–support interactions reshape electronic structure, stabilize key intermediates, and create oxygen vacancies that enhance CO 2 adsorption in the dark. The Cu sites further promote C─C coupling, enabling multicarbon products under mild conditions. The optimized single‐atom catalysts show up to 55.7‐fold enhancement in CO and 44.5‐fold in CH 4 yields, far surpassing pristine TiO …

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

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교수 1

현택환

연구주제 1

Advanced Photocatalysis Techniques

정책분야 1

화학공정

키워드 4

단일원자 촉매(SAC) · 이산화티타늄 광촉매 · 금속-지지체 상호작용(MSI) · 광촉매 CO2 환원

방법 2

밀도범함수 이론(DFT) · 확산반사 적외선 분광법(DRIFTS)