- Atomically isolated copper on titanium dioxide for ammonia photosynthesis via nitrate reduction with unprecedently high apparent quantum yield

- Hyun Sik Moon, Byeongju Song, Jiwon Jeon, Ting-Hsuan Lai, Yu-Peng Chang, Yi-Dong Lin, Jun Kue Park, Yan-Gu Lin, Yung-Jung Hsu, Hyeyoung Shin, Yongju Yun, Kijung Yong*

- Applied Catalysis B: Environmental, 15, 123185 (2023) (IF: 22.1)

- 2023. 8. 18, DOI: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2023.123185

광촉매를 활용하여 nitrate (NO₃⁻) 이온을 NH₃로 환원하는 과정인 PcNRA 과정에서 효율성과 선택성을 향상시키기 위해 TiO₂ 나노층에 단일 Cu 원자를 도입했습니다. 단일 Cu 원자는 광생성된 전자를 효과적으로 저장하여 효율적인 전하 분리와 NO₃^- 이온의 환원을 가능하게 했으며, 자발적인 결함(defect)의 형성을 통해 NO₃^- 이온이 흡착되어 활성화되는 산소 vacancy와 lattice strain을 유발했습니다. 결과적으로 이로 인해 97.6%의 선택성과 330 nm 파장에서 11.7%의 양자 수율을 달성하였습니다. 이는 기존의 TiO₂에 비해 NH₃ 생성에서 62배 향상된 결과를 나타냈습니다.