Carbon monoxide is main intermediate for making useful carbon fuels from $CO_2$ which needs to be reduced because it can rise temperature of earth dramatically. Gold is known for metal which has the highest CO production. However, Gold single metal already have been a lot of researched on CO production over 99% Faradaic Efficiencies by controlling structure and surface treatment. Therefore, Multi-metallic electrocatalyst (MMEC) which can control binding energy of the metal surface to the intermediate by introduction of other metals have recently become popular with also effective things in terms of cost. However, conventional method is generally limited to their thermodynamically favorable structure which cannot make homogeneous structure with metals which have immiscible properties. Nowadays, homogeneous alloys have great attraction because their distinctive structure and high tunability in electronic states with large metal-metal interface. In here, we make Multi-Metallic Nano Particles (MMNPs) by utilizing Carbo-Thermal-Shock (CTS) in new structures of atomic-mixed scale with high conductive carbon substrate to apply in $CO_2$ reduction reaction. To apply MMNPs by CTS for $CO_2$ reduction reaction, we conducted to set conditions of precursor loading, heating times, carbon substrate. From optimized condition setting, gold-copper MMNPs got high CO among atomic-mixed structures of MMNPs. In the future, we expect to use these conditions set to check the catalytic performance of various metal combinations over 3 elements with atomic-mixed structures for applying it for high CO production.
일산화탄소는 이산화탄소로부터 탄소 연료를 만드는 주요 중간체다. 금은 일산화탄소 생성양이 가장 높은 금속으로 알려져 있지만, 단일 금의 경우 구조와 표면처리를 제어함으로써 99%가 넘는 일산화탄소 생산양을 보여주었다. 이에 비용적 측면을 고려하여 값이 싼 다른 금속을 도입하고 성능을 높이고자 하는 연구들이 최근 증가하고 있다. 다 금속 촉매의 경우 표면의 조성이나 금속들의 배열에 따라 그 성능이 달라진다. 하지만, 기존의 방법들은 열역학적 한계로 인해 잘 섞이지 않는 특성을 갖는 금속조합의 경우 넓은 금속-금속 표면적을 가져 전자 상태를 다양하게 조정할 수 있을 뿐만 아니라 원자 단위로 혼합된 균질 합금을 만들지 못하고 있다. 이에 카본-열 충격 시스템을 도입하여 높은 전도성을 갖는 탄소 물질로 열역학적 한계에 관계없이 원자 단위로 혼합된 다 금속 촉매를 만들어 이산화탄소 환원 반응에 적용하려고 하고자 하였다. 다 금속 촉매의 성능을 높이기 위해 우리는 전구체의 양, 가열 시간, 탄소 기판 등을 설정하였으며, 이러한 최적화된 조건을 가지고 여러가지 금속 조합으로 테스트를 진행하였다. 이 중 금-구리 다 금속 촉매가 높은 일산화탄소 선택성을 보여주었으며, 향후 이러한 조건들을 사용하여 더 다양한 금속 조합에 대한 촉매 적 성능을 확인할 수 있을 것으로 기대한다.
