전기화학적 포름산염(HCOO−) 생산을 이산화탄소 환원 반응(CO2 RR)을 통해 구현하는 것은 탄소중립 에너지 시스템에 대한 큰 가능성을 지니지만, 양극 산소 발생 반응(OER)의 높은 에너지 요구로 인해 실제 구현이 크게 저해된다. 따라서 OER을 더 에너지적·경제적으로 유리한 대체 양극 반응으로 대체하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 양극 포름알데히드 산화 반응(FOR)을 위한 고효율 Cu–Ag 촉매를 개발하였다. in situ Raman 분광법과 포괄적인 전기화학적 분석을 활용한 체계적 연구를 통해, Cu는 FOR에 대한 더 빠른 개시 전위를 가능하게 하고, Ag는 포름알데히드 흡착을 향상시켜 상승적으로 성능이 개선됨을 확인하였다. 최적의 Cu3Ag7 촉매는 FOR 성능이 우수했으며, 가역수소전극(VRHE) 대비 개시 전위 −0.05 V 및 0.1~0.5 V의 VRHE 범위에서 HCOO−에 대한 패러데이 효율이 90%를 초과하였다. CO2 RR과 결합한 FOR||CO2 RR 시스템에서는 양면에서 HCOO− 생산이 가능하여, 0.5 V의 초저 셀 전압에서 총 HCOO− 생성 속도 0.39 mmol h−1 cm−2를 달성했으며, 이는 이전에 보고된 전기화학적 HCOO− 생산 시스템의 성능을 능가한다. 또한 본 연구는 FOR을 다양한 음극 반응들과 통합하는 범용적인 양극 전략을 제시하며, 지속가능한 전기화학 기술의 발전을 위한 에너지 효율적인 화학 합성 접근을 제공한다.

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