초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
CO₂ 환원반응으로 C₂₊ 화합물을 합성하기 위해 Cu 기반의 촉매를 합성하였고, 에틸렌 생성 선택도를 높이기 위해 전극구조 최적화를 진행하였다. 먼저 low-index facet을 주로 포함하도록 Cu₂O 촉매 입자 형상을 제어하였고, 좁은 입경 분포를 갖도록 합성조건을 조절하였다. 이어서 성능평가 결과를 참고하여 입자 크기가 제어된 Cu₂O 촉매 합성기술을 개발하였다. CO₂ 환원반응에

Ⅳ. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
CO₂ 환원반응으로 C₂₊ 화합물을 합성하기 위해 Cu 기반의 촉매를 합성하였고, 에틸렌 생성 선택도를 높이기 위해 전극구조 최적화를 진행하였다. 먼저 low-index facet을 주로 포함하도록 Cu₂O 촉매 입자 형상을 제어하였고, 좁은 입경 분포를 갖도록 합성조건을 조절하였다. 이어서 성능평가 결과를 참고하여 입자 크기가 제어된 Cu₂O 촉매 합성기술을 개발하였다. CO₂ 환원반응에서는 촉매 고유의 특성뿐만 아니라 촉매를 포함한 전극조건이 중요하기 때문에 기체확산층(Gas diffusion layer, GDL) 표면에 로딩되는 촉매량과 바인더 물질을 고려하여 전극 구조 설계를 진행하였다. CO₂ 환원촉매 및 전극 최적화 연구결과 520 nm의 Cu₂O_cub 촉매와 FAA-3 바인더를 사용할 경우 -200 mA·cm^-2에서 50% 이상의 에틸렌 선택도를 얻을 수 있었다.
본 기술의 연구개발 내용이 보완되고 스케일업이 진행된다면 CO₂가 배출되는 다양한 발전 및 산업시설(철강, 시멘트, 석유화학 등)에 적용될 수 있을 것으로 예상된다. 특히 이 기술을 석유화학 산업에 적용할 경우 탄소 순환형 공정을 구성할 수 있어 CO₂를 안정적인 탄소 공급원으로 활용하는 동시에 탄소 배출권 확보를 통해 탄소중립에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 요약문 6p)

Abstract ▼

Ⅳ. Result and Recommendations
We successfully synthesized facet-controlled Cu-based catalysts, and optimized the electrode structure for high C₂₊ selectivity. The synthesis methods were developed for Cu₂O catalysts with low-index facets and narrow particle size distribution.

Ⅳ. Result and Recommendations
We successfully synthesized facet-controlled Cu-based catalysts, and optimized the electrode structure for high C₂₊ selectivity. The synthesis methods were developed for Cu₂O catalysts with low-index facets and narrow particle size distribution. Additionally, the synthesis methods were modified to control the particle size. We also explored the electrode structures to maximize C₂₊ selectivity because the morphology and properties of the catalyst layer were influenced by materials and structures of the catalyst and binder.
As a result of this research, the high ethylene selectivity of 50% at -200 mA·cm^-2 was obtained by Cu₂O_cub electrode with FAA-3 binder.
If the scale-up for the CO₂ conversion technology is carried out, it is expected to be applicable to various power plants and industries emitting CO₂. In particular, this technology can be a promising way in the petrochemical industry because the closed carbon cycle results in CO₂ reduction and utilization of CO₂ as a raw material.

(source : Summary 8p)