KR20160097176A - Amalgam electrode, preparing method thereof, and method of electrochemical reduction of carbon dioxide using the same - Google Patents

Amalgam electrode, preparing method thereof, and method of electrochemical reduction of carbon dioxide using the same Download PDF

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KR20160097176A
KR20160097176A KR1020160098752A KR20160098752A KR20160097176A KR 20160097176 A KR20160097176 A KR 20160097176A KR 1020160098752 A KR1020160098752 A KR 1020160098752A KR 20160098752 A KR20160098752 A KR 20160098752A KR 20160097176 A KR20160097176 A KR 20160097176A
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신운섭
박미정
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서강대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a method for producing an amalgam electrode, an amalgam electrode produced thereby, and a method for electrochemically reducing carbon dioxide using the amalgam electrode. To this end, amalgamation is conducted by forming a mercury layer and a metal layer on a surface of a porous base material electrode.

Description

아말감 전극, 이의 제조 방법, 및 이를 이용한 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법{AMALGAM ELECTRODE, PREPARING METHOD THEREOF, AND METHOD OF ELECTROCHEMICAL REDUCTION OF CARBON DIOXIDE USING THE SAME}Technical Field [0001] The present invention relates to an amalgam electrode, an amalgam electrode, a method of manufacturing the same, and an electrochemical reduction method of carbon dioxide using the amalgam electrode,

본원은, 아말감 전극의 제조 방법, 이에 의해 제조되는 아말감 전극, 및 상기 아말감 전극을 이용하는 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an amalgam electrode, an amalgam electrode produced thereby, and a method for electrochemical reduction of carbon dioxide using the amalgam electrode.

아말감은 수은과 다른 금속과의 합금을 통칭하는데 이러한 아말감은 수은의 전극활성을 가지면서 고체상으로 구현 가능하기 때문에 이를 전극물질로 활용하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 일반적으로 은 아말감(silver amalgam)을 활용한 것들이 많고, 최근에는 치과용 아말감을 이산화탄소의 전기화학적 환원 반응에 적용한 경우도 보고된 바 있다. 이 모든 경우에 아말감 전극을 제조 시 아말가메이터(Amalgamator)를 이용하여 금속 파우더와 수은을 빠른 속도로 혼합하여 반죽형태를 만든 후 이를 일정 모양의 주형에 넣어 굳히는 방법(아말감화 반응, Amalgam setting reaction)을 사용하고 있다. 특히, 치과용 아말감은 수은과 아말감 파우더를 혼합하여 제조하는데, 아말감 파우더는 구리(Cu)의 함량에 따라 저동(low-copper)과 고동(high-copper) 아말감으로 분류한다. 예를 들어, Nordiska사의 ANA 2000 아말감 파우더는 Ag, Sn, 및 Cu 가 각각 43.1 중량%, 30.8 중량%, 및 26.1 중량%씩 포함되어 있다. 상기 아말감파우더 55 중량%에 액체 수은 45 중량%를 잘 혼합하면 치과용 아말감이 제조된다. 이 경우 최종적으로 Hg(45 중량%), Ag(24 중량%), Sn (17 중량%), 및 Cu(14 중량%)의 조성이 만들어진다. 상기와 같이 혼합 후에 굳히는 방식으로 아말감 전극을 제조하는 것[대한민국 등록특허 제1324742호 참조]은, 다양한 형태의 전극 표면, 예를 들어, 다공성 구조를 가진 전극의 표면에 아말감을 형성시켜 전극을 구현하는 데에는 적용이 불가능한 문제점이 있다.Amalgam is an alloy of mercury and other metals. Since amalgam can be realized as a solid phase with an electrode activity of mercury, studies have been conducted to utilize it as an electrode material. Generally, silver amalgam is used in many cases. Recently, dental amalgam was also applied to electrochemical reduction of carbon dioxide. In all of these cases, amalgamators were used to make amalgamators, which were made by mixing metal powder and mercury at a high speed to form a dough. The amalgam setting reaction, . In particular, dental amalgam is made by mixing mercury and amalgam powder, and amalgam powder is classified as low-copper and high-copper amalgam depending on the content of copper (Cu). For example, the ANA 2000 amalgam powder from Nordiska contains 43.1 wt%, 30.8 wt%, and 26.1 wt% of Ag, Sn, and Cu, respectively. When the amalgam powder is mixed with 55% by weight of liquid mercury and 45% by weight of liquid mercury well, an amalgam for dental use is produced. In this case, a composition of Hg (45 wt%), Ag (24 wt%), Sn (17 wt%) and Cu (14 wt%) is finally made. For example, an amalgam is formed on the surfaces of various types of electrodes, for example, an electrode having a porous structure, thereby realizing electrodes (see, for example, Korean Patent No. 1324742) There is a problem in that it is impossible to apply the method.

본원은, 아말감 전극의 제조 방법, 이에 의해 제조되는 아말감 전극, 및 상기 아말감 전극을 이용하는 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an amalgam electrode, an amalgam electrode produced thereby, and a method for electrochemical reduction of carbon dioxide using the amalgam electrode.

그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본원의 제 1 측면은, 수은(Hg)과, Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 기재 전극의 표면에 전착(electroplating)시키는 것을 포함하는, 아말감 전극의 제조 방법을 제공한다. The first aspect of the invention includes electroplating mercury (Hg) and a metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, , And a method for manufacturing an amalgam electrode.

본원의 제 2 측면은, 상기 본원의 제 1 측면에 따라 제조되는, 아말감 전극을 제공한다.A second aspect of the present invention provides an amalgam electrode produced according to the first aspect of the present invention.

본원의 제 3 측면은, 상기 본원의 제 2 측면에 따른 아말감 전극을 이용하는, 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법을 제공한다.A third aspect of the present invention provides a method of electrochemical reduction of carbon dioxide using an amalgam electrode according to the second aspect of the present invention.

본원에 의하면, 수은에 의한 독성을 무시할 수 있는 수준의 안전한 치과용 아말감을 다양한 기재 전극 표면에 구현함으로써 표면만 개질된 전극을 구성할 수 있고, 특히 다공성 구조에 적용하면 더 큰 표면적을 가지는 아말감 전극을 제조할 수 있으며, 이러한 특성을 가지는 아말감 전극을 이산화탄소의 전기화학적 전환, 수소의 전기화학적 발생 등에 적용시켜 높은 효율을 나타낼 수 있다.According to the present invention, it is possible to constitute a surface-modified electrode by implementing a safe dental amalgam at a level that can ignore toxicity by mercury on various base electrode surfaces. In particular, when an amalgam is applied to a porous structure, And the amalgam electrode having such characteristics can be applied to electrochemical conversion of carbon dioxide, electrochemical generation of hydrogen, and the like, thereby achieving high efficiency.

도 1a 및 도 1b는, 본원의 일 실시예에 따른 아말감 전극의 제조 방법을 나타내는 모식도이다.
도 2 및 도 3은, 본원의 일 실시예에 따른 아말감 전극을 이용하는 이산화탄소의 전기화학적 환원 반응에서 정전류에 따른 환원전극의 전압 및 효율(%)을 나타내는 그래프이다.
도 4a 및 도 4b는, 본원의 일 실시예에 따른 아말감 전극의 표면을 나타내는 광학현미경 사진이다.
도 5는, 본원의 일 실시예에 따른 아말감 전극의 X-선 회절(XRD) 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은, 본원의 일 실시예에 따른 아말감 형성 전의 기재 전극 표면의 금속층의 X-선 회절(XRD) 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 본원의 일 실시예에 따른 아말감 전극의 X-선 회절(XRD) 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 본원의 일 실시예에 따른 아말감 전극을 이용하는 수소 발생 반응에서 정전압에 따른 전류밀도를 나타내는 그래프이다.
1A and 1B are schematic views illustrating a method of manufacturing an amalgam electrode according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2 and 3 are graphs showing the voltage and efficiency (%) of a reducing electrode according to a constant current in an electrochemical reduction reaction of carbon dioxide using an amalgam electrode according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are optical microscope photographs showing the surface of an amalgam electrode according to one embodiment of the present invention.
5 is a graph showing X-ray diffraction (XRD) analysis results of the amalgam electrode according to one embodiment of the present invention.
6 is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) analysis result of a metal layer on the surface of a base electrode before formation of an amalgam according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing an X-ray diffraction (XRD) analysis result of an amalgam electrode according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph showing a current density according to a constant voltage in a hydrogen generation reaction using an amalgam electrode according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. It should be understood, however, that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In the drawings, the same reference numbers are used throughout the specification to refer to the same or like parts.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it is not limited to a case where it is "directly connected" but also includes the case where it is "electrically connected" do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, it includes not only when the member is in contact with the other member, but also when there is another member between the two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 상대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout this specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. The terms "about "," substantially ", etc. used to the extent that they are used throughout the specification are intended to be taken to mean the approximation of the manufacturing and material tolerances inherent in the stated sense, Accurate or absolute numbers are used to help prevent unauthorized exploitation by unauthorized intruders of the referenced disclosure.

본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~를 위한 단계"를 의미하지 않는다.The word " step (or step) "or" step "used to the extent that it is used throughout the specification does not mean" step for.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합(들)"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout this specification, the term "combination (s) thereof " included in the expression of the machine form means a mixture or combination of one or more elements selected from the group consisting of the constituents described in the expression of the form of a marker, Quot; means at least one selected from the group consisting of the above-mentioned elements.

본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는 A 및 B"를 의미한다. Throughout this specification, the description of "A and / or B" means "A or B, or A and B".

이하, 본원의 구현예를 상세히 설명하였으나, 본원이 이에 제한되지 않을 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention are described in detail, but the present invention is not limited thereto.

본원의 제 1 측면은, 수은(Hg)과, Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 기재 전극의 표면에 전착(electroplating)시키는 것을 포함하는, 아말감 전극의 제조 방법을 제공한다. 본원에 따른 상기 아말감은 치과용 아말감을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 치과용 아말감은 수은에 의한 독성을 무시할 수 있는 안전한 아말감을 제공할 수 있으며, 주성분으로서 Ag2Hg3를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The first aspect of the invention includes electroplating mercury (Hg) and a metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, , And a method for manufacturing an amalgam electrode. The amalgam according to the present invention may include, but is not limited to, a dental amalgam. The dental amalgam can provide a safe amalgam that can ignore toxicity by mercury, and may include, but is not limited to, Ag 2 Hg 3 as a main component.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 기재 전극은 다공성 기재, 판형 기재, 또는 로드형 기재를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 다공성 기재는 그래뉼(granule) 집합체, 표면처리에 의한 다공성화 전극, 메쉬(mesh)형 금속 전극을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate electrode may be, but not limited to, a porous substrate, a plate substrate, or a rod-shaped substrate. For example, the porous substrate may include, but is not limited to, a granule aggregate, a surface-treated porous electrode, and a mesh-type metal electrode.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 기재 전극은 구리, 주석, 니켈, 탄소, 유리탄소, 은, 금, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the invention, the substrate electrode may comprise, but is not limited to, a material selected from the group consisting of copper, tin, nickel, carbon, free carbon, silver, gold, have.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전착(electroplating)은, 상기 수은 또는 상기 금속을 함유하는 용액에 상기 전극을 담근 후 상기 수은 또는 상기 금속을 전기화학적으로 환원시켜 상기 기재 전극의 표면에 수은층 또는 금속층을 형성시키는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the electroplating is performed by immersing the electrode in a solution containing mercury or the metal, and then electrochemically reducing the mercury or the metal to form a mercury layer on the surface of the substrate electrode But may also include, but not limited to, forming a metal layer.

본원에 따른 상기 수은 또는 상기 금속을 함유하는 용액은 상기 수은 또는 상기 금속의 이온을 함유하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 수은 또는 상기 금속의 이온은 상기 수은 또는 상기 금속의 염들로부터 제공될 수 있으며, 상기 염들은 상기 수은 또는 상기 금속의 할로겐화물(halides), 질화물(nitrates), 설페이트(sulfates), 설퍼메이트(sulfamates), 알칸 설포네이트(alkane sulfonates), 알칸올 설포네이트(alkanol sulfonate), 시아나이드(cyanides), 아세테이트(acetates), 또는 시트레이트(citrates) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 수은 또는 상기 금속을 함유하는 용액은 Hg(NO3)2, SnSO4, 또는 Ag2SO4 등의 상기 수은 또는 상기 금속의 염을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The mercury according to the present invention or a solution containing the metal may be, but not limited to, containing mercury or ions of the metal. The mercury or ions of the metal may be provided from the mercury or the salts of the metal and the salts may include halides, nitrates, sulphates, sulfamates But are not limited to, alkane sulfonates, alkanol sulfonates, cyanides, acetates, citrates, and the like. For example, the mercury or a solution containing the metal may include, but is not limited to, mercury, such as Hg (NO 3 ) 2 , SnSO 4 , or Ag 2 SO 4 , have.

본원에 따른 상기 수은 또는 상기 금속을 함유하는 용액 중 상기 수은 또는 상기 금속의 농도는 약 30 mM 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 수은 또는 상기 금속을 함유하는 용액 중 상기 수은 또는 상기 금속의 농도는 약 2 mM 이하, 약 5 mM 이하, 약 10 mM 이하, 약 15 mM 이하, 약 20 mM 이하, 약 25 mM 이하, 또는 약 30 mM 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The concentration of the mercury or the metal in the solution containing mercury or the metal according to the present invention may be about 30 mM or less, but it may not be limited thereto. For example, the concentration of mercury or metal in the mercury or metal-containing solution may be about 2 mM or less, about 5 mM or less, about 10 mM or less, about 15 mM or less, about 20 mM or less, about 25 mM or less Or about 30 mM or less, but it may not be limited thereto.

본원에 따른 상기 용액은 전해질을 포함하며, 이러한 전해질은 특별히 제한 되지 않는다. 예를 들어, 상기 전해질은 KCN, SC(NH2)2, H2SO4 등의 전해질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원에 따른 상기 용액 중 상기 전해질의 농도는 약 10 M 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 용액 중 상기 전해질의 농도는 약 0.1 M 이하, 약 0.2 M 이하, 약 1 M 이하, 약 2 M 이하, 약 5 M 이하, 또는 약 10 M 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The solution according to the present invention includes an electrolyte, and such an electrolyte is not particularly limited. For example, the electrolyte may include, but is not limited to, electrolytes such as KCN, SC (NH 2 ) 2 and H 2 SO 4 . The concentration of the electrolyte in the solution according to the present invention may be about 10 M or less, but may not be limited thereto. For example, the concentration of the electrolyte in the solution may be about 0.1 M or less, about 0.2 M or less, about 1 M or less, about 2 M or less, about 5 M or less, or about 10 M or less .

본원에 따른 상기 전착의 전기화학적 환원은 정전압 또는 정전류의 인가, 또는 전위변화 등 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 본원에 따른 전착의 전기화학적 환원 시 정전류를 인가하는 경우, 상기 정전류의 인가값은 약 50 mA/cm2이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있으며, 예를 들어, 상기 정전류는 약 5 mA/cm2 이하, 약 8 mA/cm2 이하, 약 10 mA/cm2 이하, 약 15 mA/cm2 이하, 약 20 mA/cm2 이하, 약 25 mA/cm2 이하, 약 30 mA/cm2 이하, 약 35 mA/cm2 이하, 약 40 mA/cm2 이하, 약 45 mA/cm2 이하, 또는 약 50 mA/cm2 이하로서 가해주는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 본원에 따른 전착의 전기화학적 환원 시 정전압을 인가하는 경우, 또는 전위 변화를 이용할 수 있으며, 상기 정전압의 인가값 또는 전위 변화의 범위는 약 - 0.2 V 내지 약 - 1.2 V(기준 전극 : Ag/AgCl)일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 정전압의 인가값 또는 전위 변화의 범위는 약 - 0.2 V 내지 약 - 1.2 V, 약 - 0.2 V 내지 약 - 1 V, 약 - 0.2 V 내지 약 - 0.8 V, 약 - 0.2 V 내지 약 - 0.6 V, 약 - 0.2 V 내지 약 - 0.4 V, 약 - 0.4 V 내지 약 - 1.2 V, 약 - 0.4 V 내지 약 - 1 V, 약 - 0.4 V 내지 약 - 0.8 V, 약 - 0.4 V 내지 약 - 0.6 V, 약 - 0.6 V 내지 약 - 1.2 V, 약 - 0.6 V 내지 약 - 1 V, 약 - 0.6 V 내지 약 - 0.8 V, 약 - 0.8 V 내지 약 - 1.2 V, 약 - 0.8 V 내지 약 - 1 V, 또는 약 - 1 V 내지 약 - 1.2 V 일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The electrochemical reduction of the electrodeposition according to the present invention can be performed by various methods such as application of a constant voltage or a constant current, or electric potential change. For example, when a constant current is applied during the electrochemical reduction of electrodeposition according to the present invention, the applied value of the constant current may be about 50 mA / cm 2 or less, but the present invention is not limited thereto. For example, about 5 mA / cm 2 or less, about 8 mA / cm 2 or less, from about 10 mA / cm 2 or less, from about 15 mA / cm 2 or less, from about 20 mA / cm 2 or less, from about 25 mA / cm 2 or less, about 30 cm 2 or less, about 35 mA / cm 2 or less, about 40 mA / cm 2 or less, about 45 mA / cm 2 or less, or about 50 mA / cm 2 or less have. For example, the electrochemical reduction of the electrodeposition according to the present invention may employ a constant voltage or a potential change when electrochemical reduction is applied, and the applied value of the constant voltage or the range of the potential change may be about 0.2 V to about 1.2 V : Ag / AgCl). ≪ / RTI > For example, the applied value of the constant voltage or the range of the potential change may be about-0.2 V to about-1.2 V, about-0.2 V to about-1 V, about -0.2 V to about -0.8 V, About 0.4 V to about -1 V, about-0.4 V to about-0.8 V, about -0.4 V to about -0.4 V, about -0.6 V to about -0.4 V, About 0.6 V to about-1.2 V, about-0.6 V to about-1 V, about-0.6 V to about-0.8 V, about-0.8 V to about-1.2 V, about -0.8 V, About-1 V, or about-1 V to about-1.2 V, although the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 아말감 전극의 제조 방법은 상기 기재 전극의 표면에 상기 전착에 의해 수은층을 형성시키고; 상기 수은층 상에 상기 전착에 의해 Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 금속층을 형성시키고; 및, 상기 수은층 및 금속층이 아말감화되는 것을 포함하며, 상기 과정을 1 회 이상 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the present invention, the amalgam electrode manufacturing method comprises: forming a mercury layer on the surface of the base electrode by electrodeposition; Forming a metal layer on the mercury layer by electrodeposition comprising a metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, and combinations thereof; And the mercury layer and the metal layer are amalgamated, and the above process may be performed at least once, but the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 아말감 전극의 제조 방법은 상기 기재 전극의 표면에 상기 전착에 의해 Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 금속층을 형성시키고; 상기 금속층 상에 상기 전착에 의해 수은층을 형성시키고; 및, 상기 금속층 및 수은층이 아말감화되는 것을 포함하며, 상기 과정을 1 회 이상 수행하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the amalgam electrode includes a metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, and combinations thereof by electrodeposition on the surface of the base electrode. To form a metal layer; Forming a mercury layer on the metal layer by electrodeposition; And the metal layer and the mercury layer are amalgamated, and the above process may be performed at least once, but the present invention is not limited thereto.

본원에 따른 상기 수은층 및 금속층의 각각의 두께는 약 0.1 ㎛ 내지 약 2 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 수은층 및 금속층 각각의 두께는 약 0.1 ㎛ 내지 약 2 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.5 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 2 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛, 약 0.5 ㎛ 내지 약 1 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 2 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 1.5 ㎛, 또는 약 1.5 ㎛ 내지 약 2 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The thickness of each of the mercury layer and the metal layer according to the present invention may be from about 0.1 mu m to about 2 mu m, but may not be limited thereto. For example, the thickness of each of the mercury layer and the metal layer may be from about 0.1 microns to about 2 microns, from about 0.1 microns to about 1.5 microns, from about 0.1 microns to about 1 micron, from about 0.1 microns to about 0.5 microns, About 0.5 탆 to about 1 탆, about 1 탆 to about 2 탆, about 1 탆 to about 1.5 탆, or about 1.5 탆 to about 2 탆, .

본원에 따른, 상기 아말감 전극은 약 35 내지 약 55 중량부의 Hg, 약 14 내지 약 34 중량부의 Ag, 약 7 내지 약 17 중량부의 Sn 및 약 4 내지 약 24 중량부의 Cu를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to the present disclosure, the amalgam electrode may comprise from about 35 to about 55 parts by weight of Hg, from about 14 to about 34 parts by weight Ag, from about 7 to about 17 parts by weight of Sn and from about 4 to about 24 parts by weight of Cu, But may not be limited.

본원의 제 2 측면은, 상기 제 1 측면에 따른 방법에 의해 제조되는, 아말감 전극 제공한다. 본 측면에 따른 상기 아말감 전극에 대하여 본원의 제 1 측면에 대하여 기재된 내용이 모두 적용될 수 있다. A second aspect of the present invention provides an amalgam electrode, produced by the method according to the first aspect. All of the contents of the first aspect of the present invention can be applied to the amalgam electrode according to the present aspect.

본원의 제 3 측면은, 상기 제 2 측면에 따른 아말감 전극을 이용하는, 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법을 제공한다. 본 측면에 따른, 상기 아말감 전극에 대하여 본원의 제 1 측면 및 제 2 측면에 대하여 기재된 내용이 모두 적용될 수 있다. A third aspect of the present invention provides a method for electrochemical reduction of carbon dioxide using an amalgam electrode according to the second aspect. All of the contents of the first and second aspects of the present invention can be applied to the amalgam electrode according to this aspect.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법은 전기화학적 반응기의 환원 전극부에 이산화탄소를 포함하는 용액을 공급하는 단계; 및, 상기 아말감 전극을 포함하는 작업전극, 및 상대전극에 전류를 인가하여 이산화탄소를 환원시키는 단계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the electrochemical reduction method of carbon dioxide includes the steps of: supplying a solution containing carbon dioxide to a reducing electrode portion of an electrochemical reactor; And reducing the carbon dioxide by applying a current to the working electrode including the amalgam electrode and the counter electrode. However, the present invention is not limited thereto.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 용액은 KHCO3, NaHCO3, K2SO4, NaCl, KCl, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 전해질을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 본원에 따른 상기 용액 중 상기 전해질의 농도는 약 5 M 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 전해질의 농도는 약 0.5 M 이하, 약 1 M 이하, 약 2 M 이하, 약 3 M 이하, 약 4 M 이하, 또는 약 5 M 이하인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.In one embodiment of the invention, the solution may comprise, but is not limited to, an electrolyte selected from the group consisting of KHCO 3 , NaHCO 3 , K 2 SO 4 , NaCl, KCl, have. The concentration of the electrolyte in the solution according to the present invention may be about 5 M or less, but may not be limited thereto. For example, the concentration of the electrolyte may be about 0.5 M or less, about 1 M or less, about 2 M or less, about 3 M or less, about 4 M or less, or about 5 M or less.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전류(전류밀도)는 약 1 mA/cm2 내지 약 200 mA/cm2인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 전류는 약 1 mA/cm2 내지 약 200 mA/cm2, 약 1 mA/cm2 내지 약 150 mA/cm2, 약 1 mA/cm2 내지 약 100 mA/cm2, 약 1 mA/cm2 내지 약 50 mA/cm2, 약 50 mA/cm2 내지 약 200 mA/cm2, 약 50 mA/cm2 내지 약 150 mA/cm2, 약 50 mA/cm2 내지 약 100 mA/cm2, 약 100 mA/cm2 내지 약 200 mA/cm2, 약 100 mA/cm2 내지 약 150 mA/cm2, 또는 약 150 mA/cm2 내지 약 200 mA/cm2인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. In one embodiment of the invention, the current (current density) may be about 1 mA / cm 2 to about 200 mA / cm 2 , but may not be limited thereto. For example, the current is approximately 1 mA / cm 2 to about 200 mA / cm 2, about 1 mA / cm 2 to about 150 mA / cm 2, about 1 mA / cm 2 to about 100 mA / cm 2, about 1 mA / cm 2 to about 50 mA / cm 2, from about 50 mA / cm 2 to about 200 mA / cm 2, from about 50 mA / cm 2 to about 150 mA / cm 2, from about 50 mA / cm 2 to about 100 mA / cm 2, about 100 mA / cm 2 to about 200 mA / cm 2, about 100 mA / cm 2 to about 150 mA / cm 2, or about 150 mA / cm 2 to about 200 mA / cm 2 may be the However, the present invention is not limited thereto.

본원에 따른 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법에서, 판형 기재의 아말감 전극을 활용하는 경우 약 5 mA/cm2 내지 약 10 mA/cm2 이상의 전류밀도가 가해지면 안정적이고 효율적인 전기분해가 불가능하나, 다공성 기재의 아말감 전극을 활용할 경우 약 10 배 이상 높은 전류밀도에서도 안정적으로 전기분해가 가능한 장점이 있다.In the electrochemical reduction method of carbon dioxide according to the present invention, when an amalgam electrode of a plate-like substrate is utilized, it is preferable to use about 5 mA / cm 2 To about 10 mA / cm 2 It is possible to stably and efficiently perform electrolysis even at a current density of about 10 times or more when the amalgam electrode of a porous substrate is used.

본원에 따른 상기 환원 방법의 효율은 포름산염으로의 전환 효율을 통해 측정할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The efficiency of the reduction method according to the present invention can be measured, but not limited thereto, through conversion efficiency to formate.

본원에 따른 상기 환원 방법의 전류 효율은 약 80% 이상 또는 약 90% 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.The current efficiency of the reduction method according to the present application may be about 80% or more, or about 90% or more, but may not be limited thereto.

본원에 따른 상기 환원 방법에서 포름산염으로의 전환은 약 8 시간 이상 지속될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들면, 상기 환원 반응에서 포름산염으로의 전환은 약 8 시간 이상, 약 9 시간 이상, 약 12 시간 이상, 약 15 시간 이상, 약 18 시간 이상, 또는 약 21 시간 이상 지속될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. The conversion from the reduction method according to the present disclosure to the formate may last for about 8 hours or longer, but may not be limited thereto. For example, the conversion from the reduction reaction to the formate may last about 8 hours or more, about 9 hours or more, about 12 hours or more, about 15 hours or more, about 18 hours or more, or about 21 hours or longer, .

이하, 본원에 대하여 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 좀더 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본원의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본원의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, the following examples are given for the purpose of helping understanding of the present invention, but the present invention is not limited to the following examples.

[실시예] [Example]

실시예 1: Hg층 형성 후 Ag-Sn층을 형성시키는 다공성 아말감 전극Example 1: Porous amalgam electrode to form Ag-Sn layer after Hg layer formation

메쉬(mesh) 형태의 다공성 구리 전극을 0.1 M의 KCN 을 전해질로서 포함하는 10 mM의 Hg(NO3)2 용액에 함침시킨 후, 8 mA/cm2의 정전류로써 환원시켜 Hg를 다공성 구리 전극 표면에 전착시켜 Hg층을 형성하였다. 매우 얇은 두께의 Hg층이 형성된 전극을 0.2 M 의 SC(NH2)2 와 2 M 의 H2SO4를 전해질로서 포함하는 20 mM SnSO4과 2 mM Ag2SO4 의 혼합 용액에 넣은 후, 10 mA/cm2의 정전류를 걸어주어 Ag-Sn층을 2차 전착시켰다. 이 경우 상대전극(counter electrode)은 판형(plate) Sn 전극을 적용하였다. 하루 정도 시간이 지나면서 Hg 및 Ag-Sn의 아말감화(amalgam setting) 반응이 진행되면서 단단한 고체형 전극이 형성됨을 확인할 수 있었다. 본 실시예에 따른 다공성 아말감 전극의 제조 방법을 나타내는 모식도를 도 1a에 나타내었다. A mesh type porous copper electrode was impregnated with a 10 mM Hg (NO 3 ) 2 solution containing 0.1 M KCN as an electrolyte and then reduced with a constant current of 8 mA / cm 2 to remove Hg from the surface of the porous copper electrode To form an Hg layer. An electrode having a very thin Hg layer was placed in a mixed solution of 20 mM SnSO 4 and 2 mM Ag 2 SO 4 containing 0.2 M of SC (NH 2 ) 2 and 2 M of H 2 SO 4 as an electrolyte, A constant current of 10 mA / cm 2 was applied to electrodeposition the Ag-Sn layer. In this case, the counter electrode is a plate Sn electrode. As a result, the amalgam setting reaction of Hg and Ag-Sn proceeded and a solid solid electrode was formed. FIG. 1A is a schematic view showing a manufacturing method of the porous amalgam electrode according to the present embodiment.

실시예 2: Ag-Sn층 형성 후 Hg층을 형성시키는 다공성 아말감 전극Example 2: Porous amalgam electrode forming an Hg layer after formation of an Ag-Sn layer

메쉬(mesh) 형태의 다공성 구리 전극을 0.2 M의 SC(NH2)2 과 2 M의 H2SO4을 전해질로서 포함하는 20 mM SnSO4과 2 mM Ag2SO4 혼합 용액에 함침시킨 후, 10 mA/cm2의 정전류를 걸어 주어 Ag3Sn 상을 포함하는 Ag-Sn층을 1차로 형성시켰다. 이 경우 상대전극(counter electrode)은 판형(plate) Sn 전극을 이용하였다. 상기 Ag-Sn층이 형성된 전극을 0.1 M의 KCN 전해질이 포함된 10 mM의 Hg(NO3)2 용액에 넣고 8 mA/cm2의 정전류를 걸어 환원시켜 Hg를 2차 전착시켰고, 시간이 지남에 따라 Ag-Sn 및 Hg가 아말감화(amalgam setting)되면서 다공성 아말감 전극이 형성됨을 확인할 수 있었다. 본 실시예에 따른 다공성 아말감 전극의 제조 방법을 나타내는 모식도를 도 1b에 나타내었다.A mesh type porous copper electrode was impregnated with a mixed solution of 20 mM SnSO 4 and 2 mM Ag 2 SO 4 containing 0.2 M of SC (NH 2 ) 2 and 2 M of H 2 SO 4 as an electrolyte, A constant current of 10 mA / cm < 2 > was applied to form an Ag-Sn layer containing Ag 3 Sn phase. In this case, a counter electrode is a plate Sn electrode. The electrode on which the Ag-Sn layer was formed was placed in a 10 mM Hg (NO 3 ) 2 solution containing 0.1 M KCN electrolyte and subjected to a second electrodeposition by reducing Hg by applying a constant current of 8 mA / cm 2 . The amalgam setting of Ag-Sn and Hg resulted in formation of a porous amalgam electrode. FIG. 1B is a schematic view showing a manufacturing method of the porous amalgam electrode according to the present embodiment.

실시예 3 : 다공성 아말감 전극을 이용하는 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법 Example 3: Electrochemical reduction method of carbon dioxide using porous amalgam electrode

상기 실시예 1로부터 제조된 다공성 아말감 전극을 이산화탄소의 전기화학적 환원 반응에 활용하였다. 구체적으로, 0.5 M의 K2SO4 용액, 다공성 아말감 전극, 및 IrOx 코팅된 Ti 전극(상대전극)을 이용하였으며, KS RnD 10A 정전류기를 사용하여 겉보기 면적 9 cm2의 다공성 아말감 전극에 정전류를 인가하였다. 그 후, 포름산염이 생성되는 효율(전류 효율) 및 지속 시간을 관찰하였다. The porous amalgam electrode prepared in Example 1 was used for electrochemical reduction of carbon dioxide. Specifically, a 0.5 M K 2 SO 4 solution, a porous amalgam electrode, and an IrOx coated Ti electrode (counter electrode) were used. A KS RnD 10A constant current was used to apply a constant current to a porous amalgam electrode having an apparent area of 9 cm 2 Respectively. Then, the efficiency (current efficiency) and duration of formation of the formate were observed.

(1) 40 mA/cm(1) 40 mA / cm 22 의 전류를 인가하였을 경우When the current of

상기 실시예 1에 따른 다공성 아말감 전극에 40 mA/cm2의 정전류를 걸어주었을 때, 약 3.6 V 정도의 전압이 양단에 걸림이 관찰되었고, 포름산염으로의 전환 전류효율이 약 21 시간 동안, 약 90 % 로써 매우 우수함을 확인하였으며, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 또한, 이 때 생성된 포름산염의 농도는 0.5 M 정도임을 확인할 수 있었다.When a constant current of 40 mA / cm < 2 > was applied to the porous amalgam electrode according to Example 1, a voltage of about 3.6 V was observed at both ends, and the conversion current efficiency to the formate was about 21 hours 90%, and the results are shown in Fig. In addition, it was confirmed that the concentration of the formate salt generated at this time was about 0.5M.

(2) 100 mA/cm(2) 100 mA / cm 22 의 전류를 인가하였을 경우When the current of

상기 실시예 1에 따른 다공성 아말감 전극에 100 mA/cm2의 정전류를 걸어주었을 때, 약 3.8 V 정도의 전압이 양단에 걸림이 관찰되었고, 약 9 시간 동안 약 80% 내지 90%의 효율로 포름산염이 생성됨을 확인할 수 있었으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다. 또한, 이 때 생성된 포름산염의 농도는 0.5 M 정도임을 확인할 수 있었다.When a constant current of 100 mA / cm < 2 > was applied to the porous amalgam electrode according to Example 1, a voltage of about 3.8 V was observed at both ends, and a voltage of about 80% to 90% And the result is shown in FIG. 3. As shown in FIG. In addition, it was confirmed that the concentration of the formate salt generated at this time was about 0.5M.

실험예 1 : 광학현미경 분석 Experimental Example 1: Optical microscope analysis

상기 실시예 1에서 제조된 다공성 아말감 전극의 표면의 광학현미경 분석을 Xi-CAM[(주)베스텍비젼]을 이용하여 수행하였으며, 그 결과를 도 4a 및 도 4b에 나타내었다. 상기 실시예 1에서 제조된 다공성 아말감 전극의 표면을 관찰한 결과, 구리가 전혀 보이지 않고, 아말감이 잘 전착되었음을 알 수 있고 (도 4a), 이를 조금 더 상세히 보면 아말감 생성 후 다공성 표면이 형성되었음을 확인할 수 있었다 (도 4b).The optical microscope analysis of the surface of the porous amalgam electrode prepared in Example 1 was performed using Xi-CAM (Vestek Vision Co., Ltd.), and the results are shown in FIGS. 4A and 4B. As a result of observing the surface of the porous amalgam electrode prepared in Example 1, it can be seen that no copper was observed at all and amalgam was well electrodeposited (Fig. 4a). In a more detailed view, it was confirmed that a porous surface was formed after amalgam production (Fig. 4B).

실험예 2 : X-선 회절(XRD) 분석Experimental Example 2: X-ray diffraction (XRD) analysis

상기 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 다공성 아말감 전극의 XRD 분석을 Mini Flex Ⅱ(Rigaku)를 이용하여 수행하였으며, 그 결과를 도 5 내지 도 7에 나타내었다. 구체적으로, 도 5는 상기 실시예 1에 따른 다공성 아말감 전극에 대한 결과이고, 도 6은 상기 실시예 2 에서 다공성 구리 전극에 Ag-Sn층을 먼저 형성시킨 후 XRD 분석을 수행한 결과이고, 및 도 7은 상기 실시예 2에 따른 다공성 아말감 전극에 대한 결과이다. 결과적으로, 두 실험예 모두에서 치과용 아말감의 주성분인 Ag2Hg3 상이 형성된 것을 확인할 수 있었다. XRD analysis of the porous amalgam electrodes prepared in Examples 1 and 2 was performed using Mini Flex II (Rigaku), and the results are shown in FIGS. 5 to 7. 5 is a graph illustrating the results of the porous amalgam electrode according to the first embodiment. FIG. 6 is a graph illustrating the results of XRD analysis after forming the Ag-Sn layer on the porous copper electrode in the embodiment 2, FIG. 7 shows results of the porous amalgam electrode according to the second embodiment. As a result, it was confirmed that Ag 2 Hg 3 phase, which is a main component of dental amalgam, was formed in both experimental examples.

실험예 3: 다공성 아말감 전극을 이용한 전기화학적 수소 발생 측정Experimental Example 3: Measurement of electrochemical hydrogen generation using a porous amalgam electrode

판형 아말감 전극 및 상기 실시예 1의 다공성 아말감 전극을 전기화학적 수소 발생 실험[EG & G 273A Potentiostat(Princeton Applied Research) 이용]에 각각 활용하였다. 0.5 M KHCO3과 2 M KCl가 혼합된 용액에서 Ag/AgCl 기준 전극에 - 2.0 V의 정전압을 걸어주어 전기분해를 하였을 때, 판형 아말감 전극의 경우 약 10 mA/cm2의 전류밀도를 나타내며, 수소 발생 반응이 진행되었고, 상기 실시예 1에 따른 다공성 아말감 전극을 이용한 경우 약 25 mA/cm2의 전류밀도를 나타내며, 수소 발생 반응이 진행되었으며, 이러한 결과를 도 8에 나타내었다. 이와 같이 다공성 아말감 전극은 판형 전극과 비교하여 동일한 면적에서 더 높은 전류밀도로, 효율적인 전기분해 시스템을 제조할 수 있음을 확인할 수 있었다.Plate amalgam electrodes and the porous amalgam electrodes of Example 1 were used for an electrochemical hydrogen generation experiment (using EG & G 273A Potentiostat (Princeton Applied Research)). When the Ag / AgCl reference electrode was electrochemically applied with a constant voltage of - 2.0 V in a solution containing 0.5 M KHCO 3 and 2 M KCl, the current density of the plate amorphous electrode was about 10 mA / cm 2 , The hydrogen generation reaction proceeded. When the porous amalgam electrode according to Example 1 was used, the current density was about 25 mA / cm < 2 > and the hydrogen generation reaction proceeded. Thus, it was confirmed that the porous amalgam electrode can produce an efficient electrolysis system at the same area and at a higher current density than the plate-shaped electrode.

상기 실시예 및 실험예의 결과를 종합하면, 본 실시예에 따른 아말감 전극은 수은층 및 금속층의 전착에 의해 다공성 전극 표면에 아말감을 형성시킴으로써 다공성 전극에 적용이 가능하였고, 상기 다공성에 의해 더 넓은 표면적을 제공함으로써 상기 다공성 아말감 전극을 이용하여 전기화학적으로 이산화탄소 환원 및 수소 발생 반응에서 높은 효율을 나타냄을 확인할 수 있었다. The amalgam electrodes according to the present invention can be applied to porous electrodes by forming an amalgam on the surface of the porous electrode by electrodeposition of a mercury layer and a metal layer, It was confirmed that the porous amalgam electrode exhibits high efficiency in the electrochemical reduction of carbon dioxide and the hydrogen generation reaction using the porous amalgam electrode.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수도 있다.It will be understood by those of ordinary skill in the art that the foregoing description of the embodiments is for illustrative purposes and that those skilled in the art can easily modify the invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be interpreted as being included in the scope of the present invention .

Claims (9)

수은(Hg)을 전착시켜 형성된 수은층과, Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 전착시켜 형성된 금속층을 다공성 기재 전극의 표면에 형성하여 아말감화하는 것을 포함하고,
상기 전착은 상기 수은의 이온 또는 상기 금속의 이온을 함유하는 용액에 상기 다공성 기재 전극을 담근 후 상기 수은 또는 상기 금속을 전기화학적으로 환원시키는 것인,
다공성 아말감 전극의 제조 방법.
A mercury layer formed by electrodepositing mercury (Hg) and a metal layer formed by electrodeposition of a metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb and combinations thereof, ≪ / RTI >
Wherein the electrodeposition electrochemically reduces the mercury or the metal after immersing the porous base electrode in a solution containing ions of mercury or ions of the metal.
A method for manufacturing a porous amalgam electrode.
제 1 항에 있어서,
상기 다공성 기재 전극은 구리, 주석, 니켈, 탄소, 유리탄소, 은, 금, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 물질을 포함하는 것인, 다공성 아말감 전극의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the porous substrate electrode comprises a material selected from the group consisting of copper, tin, nickel, carbon, free carbon, silver, gold, and combinations thereof.
제 1 항에 있어서,
상기 다공성 기재 전극의 표면에 상기 전착에 의해 수은층을 형성시키고;
상기 수은층 상에 상기 전착에 의해 Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 금속층을 형성시키고; 및,
상기 수은층 및 금속층이 아말감화되는 것
을 포함하며,
상기 과정을 1 회 이상 수행하는 것인, 다공성 아말감 전극의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Forming a mercury layer on the surface of the porous base electrode by electrodeposition;
Forming a metal layer on the mercury layer by electrodeposition comprising a metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, and combinations thereof; And
The mercury layer and the metal layer are amalgamated
/ RTI >
Wherein the process is performed one or more times.
제 1 항에 있어서,
상기 다공성 기재 전극의 표면에 상기 전착에 의해 Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속을 포함하는 금속층을 형성시키고;
상기 금속층 상에 상기 전착에 의해 수은층을 형성시키고; 및,
상기 금속층 및 수은층이 아말감화되는 것
을 포함하며,
상기 과정을 1 회 이상 수행하는 것인, 다공성 아말감 전극의 제조 방법.
The method according to claim 1,
Forming a metal layer on the surface of the porous base electrode by electrodeposition comprising a metal selected from the group consisting of Ag, Sn, Cu, Zn, Pb, Sb, and combinations thereof;
Forming a mercury layer on the metal layer by electrodeposition; And
The metal layer and the mercury layer are amalgamated
/ RTI >
Wherein the process is performed one or more times.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조되며,
다공성 기재 전극의 표면에 전착에 의해 형성된 수은층 및 전착에 의해 형성된 금속층을 아말감화하여 형성되는, 다공성 아말감 전극.
A process for the preparation of a compound according to any one of claims 1 to 4,
A porous amalgam electrode formed by amalgamating a mercury layer formed by electrodeposition on a surface of a porous base electrode and a metal layer formed by electrodeposition.
제 5 항에 따른 다공성 기재 전극의 표면에 전착에 의해 형성된 수은층 및 전착에 의해 형성된 금속층을 아말감화하여 형성되는 다공성 아말감 전극을 이용하는, 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법.
A method for electrochemical reduction of carbon dioxide using a porous amalgam electrode formed by amalgamating a mercury layer formed by electrodeposition and a metal layer formed by electrodeposition on the surface of the porous base electrode according to claim 5.
제 6 항에 있어서,
전기화학적 반응기의 환원 전극부에 이산화탄소를 포함하는 용액을 공급하는 단계; 및,
상기 다공성 아말감 전극을 포함하는 작업전극, 및 상대전극에 전류를 인가하여 이산화탄소를 환원시키는 단계
를 포함하는, 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법.
The method according to claim 6,
Supplying a solution containing carbon dioxide to a reducing electrode portion of an electrochemical reactor; And
Applying a current to the working electrode including the porous amalgam electrode and the counter electrode to reduce carbon dioxide
≪ / RTI >
제 7 항에 있어서,
상기 용액은 KHCO3, NaHCO3, K2SO4, NaCl, KCl, 및 이들의 조합들로 이루어진 군에서 선택되는 전해질을 포함하는 것인, 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the solution comprises an electrolyte selected from the group consisting of KHCO 3 , NaHCO 3 , K 2 SO 4 , NaCl, KCl, and combinations thereof.
제 7 항에 있어서,
상기 전류는 1 mA/cm2 내지 200 mA/cm2인 것인, 이산화탄소의 전기화학적 환원 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the current is 1 mA / cm 2 to 200 mA / cm 2 .
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