Electronic structure engineering of catalysts for electrochemical carbon dioxide reduction is essential for increasing catalyst efficiency. d-band center is a factor representing the electronic structure of the catalyst, and making alloy is a useful method for manipulating the d-band center. We confirmed the effect of the d-band center on the product by controlling the electrolysis environment other than the electronic structure. CO binding energy in carbon dioxide reduction reaction on the catalyst surface tended to increase linearly as d-band center gets far from fermi energy level. Products beyond CO with two or more carbons shows volcano plot along d-band center which means following of Sabatier principle regardless of alloy type. Accordingly, we revealed that d-band center can act as useful descriptor for explaining electrochemical carbon dioxide reduction reaction through an experimental way.
전기화학적 이산화탄소 환원을 위한 촉매의 전기적 구조의 개발은 촉매의 효율성 증가를 위해 필수적이다. 전이 금속의 디 밴드 중심은 촉매의 전기적 구조를 나타낼 수 있는 중요한 요소이며 합금을 형성하는 것은 이 디 밴드 중심을 조절할 수 있는 유용한 방법 중 하나이다. 전기화학 반응은 표면 부근의 환경에 많은 영향을 받으므로 전기적 구조의 영향을 확인하기 위해서는 합금 조성 이외의 조건을 통제해야 한다. 전기적 구조 외의 다른 조건을 통제하여 일산화탄소의 흡착 에너지와 디 밴드 중심 간의 직접적인 관계를 실험적으로 확인하였다. 촉매 표면에서 일산화탄소의 흡착 에너지는 디 밴드 중심의 절댓값이 커짐에 따라 선형적으로 증가하는 경향을 보였다. 탄소를 둘 이상 가진 일산화탄소보다 더 환원된 형태의 생산물은 디 밴드 중심에 따라 화산 형태의 경향성을 보이며, 이를 통해 합금의 종류에 관계없이 사바티에 원리를 따름을 알 수 있다. 이에 따라 디 밴드 중심이 전기화학적 이산화탄소 환원을 설명하는데 있어 유용하게 작용할 수 있음을 실험적인 방법을 통해 확인하였다.
