Cu-Hg 아말감 음극

Hg²⁺ 아세트산염과의 갈바닉 교환(30분) 후 65 °C에서 12시간 숙성하여 Cu 포일 표면을 Cu-포화 비정질 Hg 상으로 전환한 전극 (paper_181, see Kim et al., Angew. Chem. Int. Ed. (2021)). Cu₇Hg₆ 금속간 화합물 없이 비정질 상(~3 mM Cu)을 형성한다 (GIXRD 광폭 피크 2θ 28–40°, Fig. 2b). 촉매로 분류되며, Hg-풍부 표면은 반응 중 순소비 없이 순환한다.

기능 — HER 억제를 통한 공동환원 창 확보

• HER 개시 전위가 15 wt% H₂SO₄ 내에서 −0.4 V (bare Cu)에서 −1.3 V vs Ag/AgCl로 이동하여, 옥살산(개시 전위 −1.0 V)과 NO₃⁻(개시 전위 −1.1 V)의 선택적 공동환원을 위한 ~0.9 V 창을 형성한다 (see Kim et al., Angew. Chem. Int. Ed. (2021), Fig. 4a–b).
• 테스트된 M-Hg 아말감(Cu-Hg, Sn-Hg, Ni-Hg) 중 Cu-Hg가 가장 음의 HER 개시 전위를 나타냈다 (Fig. S₂).
• −1.4 V vs Ag/AgCl에서 2시간 동안 ~90 mA cm⁻²로 작동한다.
• 고체 기판 아말감 안정화를 통해 순수 Hg(독성/오염)와 구별된다.

관계

glycine-electrosynthesis-product를 생성하며 (FE 43.1%); HER 억제를 통해 glyoxylic-oxime-CN-coupling 경로를 가능하게 한다. paper_167 리뷰(Kim et al., Trends in Chemistry (2020))에서 제시된 Pb/Hg 계열 전극 처방을 실제로 구현한다.