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테레프탈알데하이드의 전자전달 강화효과에 따른 헴 단백질 모방 촉매의 성능 향상 및 이를 이용한 비분리막형 과산화수소 연료전지
Effect of Terephthalaldehyde to Facilitate Electron Transfer in Heme-mimic Catalyst and Its Use in Membraneless Hydrogen Peroxide Fuel Cell 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.60 no.4, 2022년, pp.588 - 593  

전시은 (한국교통대학교 교통.에너지융합전공) ,  안희연 (한국교통대학교 교통.에너지융합전공) ,  정용진 (한국교통대학교 교통.에너지융합전공)

초록
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본 논문에서는 hemin, 폴리에틸렌이민(PEI) 및 탄소나노튜브(CNT)를 이용하여 제조 CNT/PEI/hemin/PEI 복합재에 가교제인 테레프탈알데하이드(TPA)를 첨가하여 전자전달이 개선된 과산화수소 환원 반응(HPRR) 촉매를 합성하였다. 합성된 촉매(CNT/PEI/hemin/PEI/TPA)를 과산화수소 10 mM 농도에서 HPRR 반응성을 확인한 결과, 0.2 V (vs. Ag/AgCl)에서 0.2813 mA cm-2전류 밀도로 나타났으며, 이는 가교하지 않은 촉매(CNT/PEI/hemin/PEI)와 범용 가교제인 글루타르알데하이드(GA)에 의해 가교된 촉매(CNT/PEI/hemin/PEI/GA)에 비해 각각 2.43 및 1.87배 증가하였다. CNT/PEI/hemin/PEI/TPA의 HPRR 개시전위는 0.544 V로서 CNT/PEI/hemin/PEI와 CNT/PEI/hemin/PEI/GA의 0.511 및 0.471 V에 비하여 원활한 전자전달에 의해 개선되었음을 확인할 수 있었다. 이는 전기화학 임피던스 분광법(EIS)을 이용한 분석 결과에서도 확인되었는데, CNT/PEI/hemin/PEI/GA의 경우, 전자전달을 방해하는 가교제의 도입에 따라 CNT/PEI/hemin/PEI에 비하여 높은 전자전달저항을 나타낸 반면, CNT/PEI/hemin/PEI/TPA는 6.2% 감소하여, 가장 낮은 전자전달저항을 나타냈다. 막이 없는 흐름형 과산화수소 연료전지를 이용한 평가에서도, CNT/PEI/hemin/PEI/TPA를 환원극으로 활용한 전지의 최대 출력 밀도가 36.34±1.41 μWcm-2로, CNT/PEI/hemin/PEI (27.87±0.95 μWcm-2)와 CNT/PEI/hemin/PEI/GA(25.57±1.32 μWcm-2) 보다 높게 측정되어, TPA는 전자전달을 개선 성능을 확인할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Terephthalaldehyde (TPA) is introduced as a cross liker to enhance electron transfer of hemin-based cathodic catalyst consisting of polyethyleneimine (PEI), carbon nanotube (CNT) for hydrogen peroxide reduction reaction (HPRR). In the cyclic voltammetry (CV) test with 10 mM H2O2 in phosphate buffer ...

주제어

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참고문헌 (17)

  1. Fawzy, S., Osman, A.I., Doran, J. and Rooney, D.W., "StrateGies for Mitigation of Climate Change: A Review," Environ. Chem. Lett., 18(6), 2069-2094(2020). 

  2. Chen, M. T., Duan, J. J., Feng, J. J., Mei, L. P., Jiao, Y., Zhang, L. and Wang, A. J., "Iron, Rhodium-codoped Ni 2 P Nanosheets Arrays Supported on Nickel Foam as an Efficient Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting," J. Colloid Interface Sci., 605, 888-896(2022). 

  3. Abe, J. O., Popoola, A. P. I., Ajenifuja, E. and Popoola, O. M., "Hydrogen Energy, Economy and Storage: Review and Recommendation," Int. J. Hydrog. Energy., 44(29), 15072-15086(2019). 

  4. Fukuzumi, S., Yamada, Y. and Karlin, K. D., "Hydrogen Peroxide as a Sustainable Energy Carrier: Electrocatalytic Production of Hydrogen Peroxide and the Fuel Cell," Electrochim. Acta., 82, 493-511(2012). 

  5. Miglbauer, E., Wojcik, P. J. and Glowacki, E. D., "Single-compartment hydrogen peroxide fuel cells with poly(3,4-ethylenedioxythiophene) cathodes," Chem. Commun., 54(84), 11873-11876(2018). 

  6. Xue, Y., Wang, Y., Pan, Z. and Sayama, K., "Electrochemical and Photoelectrochemical Water Oxidation for Hydrogen Peroxide Production," Angew. Chem. Int. Ed., 60(19), 10469-10480(2021). 

  7. Liu, J., Zou, Y., Jin, B., Zhang, K. and Park, J. H., "Hydrogen Peroxide Production from Solar Water Oxidation," ACS Energy Lett., 4(12), 3018-3027(2019). 

  8. Wu, J., Mehmood, A., Zhang, G., Wu, S., Ali, G. and Kucernak, A., "Highly selective O 2 Reduction to H 2 O 2 Catalyzed by Cobalt Nanoparticles Supported on Nitrogen-doped Carbon in Alkaline Solution," ACS Catal., 11(9), 5035-5046(2021). 

  9. Ji, J., Chung, Y. and Kwon, Y., "The effect of a vitamin B 12 based catalyst on hydrogen peroxide oxidation reactions and the performance evaluation of a membraneless hydrogen peroxide fuel cell under physiological pH conditions," J. Mater. Chem. C., 8(8), 2749-2755(2020). 

  10. An, H., Jeon, H., Ji, J., Kwon, Y. and Chung, Y., "Amine Axial Ligand-coordinated Cobalt Phthalocyanine-based Catalyst for Flow-type Membraneless Hydrogen Peroxide Fuel Cell or Enzymatic Biofuel Cell," J. Energy Chem., 58, 463-471(2021). 

  11. Jeon, S., An, H., Ji, J., Kwon, Y. and Chung, Y., "High Temperature-induced Myoglobin-mimic Catalytic Structure Having High Axial Ligand Content for One-compartment Hydrogen Peroxide Fuel Cells," Int. J. Energy Res., 46(4), 4142-4155(2022). 

  12. Jeon, S., An, H. and Chung, Y., "High Performance of the Flowtype One-compartment Hydrogen Peroxide Fuel Cell using Buckypaper and Narrow Fuel Pathway under Physiological Conditions," Sustain. Energy Fuels., 6(3), 841-850(2022). 

  13. Reuillard, B., Gentil, S., Carriere, M., Le Goff, A. and Cosnier, S., "Biomimetic Versus Enzymatic High-potential ElectrocataLytic Reduction of Hydrogen Peroxide on a Functionalized Carbon Nanotube Electrode," Chem. Sci., 6(9), 5139-5143(2015). 

  14. Wang, G. X., Zhou, Y., Wang, M., Bao, W. J., Wang, K. and Xia, X. H., "Structure Orientation of Hemin Self-assembly Layer Determining the Direct Electron Transfer Reaction," ChemComm., 51(4), 689-692(2015). 

  15. Chung, Y., Hyun, K. H. and Kwon, Y., "Fabrication of a Biofuel Cell Improved by the π-Conjugated Electron Pathway Effect Induced from a New Enzyme Catalyst Employing Terephthalaldehyde," Nanoscale., 8(2), 1161-1168(2016). 

  16. Hyun, K. H., Han, S. W., Koh, W. G. and Kwon, Y., "Fabrication of Biofuel Cell Containing Enzyme Catalyst Immobilized by Layerby-layer Method," J. Power Sources., 286, 197-203(2015). 

  17. Chung, Y., Christwardana, M., Tannia, D. C., Kim, K. J. and Kwon, Y., "Biocatalyst Including Porous Enzyme Cluster Composite Immobilized by Two-step Crosslinking and Its Utilization as Enzymatic Biofuel Cell," J. Power Sources., 360, 172-179(2017). 

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