Effect of Electrode Materials and Applied Potential in Electrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide by Carbon Monoxide Dehydrogenase

CODH(Carbon Monoxide Dehydrogenase)에 의한 이산화탄소 환원에 있어서 작업전극을 유리탄소전극을 사용한 경우와 금전극을 사용한 경우를 비교하여 그 영향을 관찰하였다. 금전극을 사용한 경우에는 수소발생과 섞이기 때문에 전기분해의 전위를 잘 선택해야 효율적인 이산화탄소의 환원 반응을 관찰할 수 있는데 반하여, 유리탄소전극은 금전극보다 수소 환원에 대한 과전압이 크기 때문에 -650 mV vs. NHE 까지도 중성수용액에서 수소발생 없이, 효율적인 이산화탄소의 환원을 관찰할 수 있었다. CODH를 이용한 이산화탄소의 환원에는 가해주는 전기분해 전위가 큰 영향을 미침을 알 수 있었는데, $-570{\sim}600\;mV$ vs. NHE 근처가 가장 효율적임을 알 수 있었고 이보다 더 음의 전위를 걸어주었을 때는 효소활성의 감소 및 수소발생이 복합적으로 영향을 미쳐 일산화탄소 생성의 전류효율이 급격히 감소함을 알 수 있었다. The effect of reduction of carbon dioxide by CODH(Carbon Monoxide Dehydrogenase) was compared on glassy carbon and gold working electrodes. In case of gold electrode, the choice of the optimum applied potential is very important since $H_2$ evolution can be mixed with $CO_2$ reduction. On the other hand, efficient $CO_2$ reduction was observed up to -650 mV vs. NHE on glassy carbon in neutral solution due to the larger overpotential for $H_2$ evolution on glassy carbon surface than that on gold surface. The optimum potential for $CO_2$ reduction was found to be $-570{\sim}600\;mV$ vs. NHE. The current efficiency of $CO_2$ to CO decreased dramatically at more negative potential according to the activity of enzyme decrease and the hydrogen evolution.