글리신 (전기합성 생성물)

**옥살산 + NO₃⁻**를 원료로 Cu-Hg-amalgam-cathode 위에서 15 wt% H₂SO₄ 용액 중 전기화학적으로 합성된 아미노산 글리신 (COOHCH₂NH₂) (paper_181, see Kim et al., Angew. Chem. Int. Ed. (2021)). 생성물로 분류: 합성 목표 물질. 분자당 12 전자 소비.

성능

• F.E. 43.1% (장시간 운전, 4000 C); 수율 45.5% (mol 글리신 / mol 옥살산); −1.4 V vs Ag/AgCl에서 ~90 mA cm⁻² (see Kim et al., Angew. Chem. Int. Ed. (2021), Fig. 5d; Table 1).
• 전위 의존성: F.E. −1.2 V에서 33.2%, **−1.8 V에서 14.8%**로 감소 (경쟁 HER), 반면 생산 속도는 31에서 184 µmol cm⁻² h⁻¹로 증가 (Fig. 5a).
• 전하량 의존성 (중간체 축적 제어): 글리신 F.E.는 축적 전하량이 400 C → 4000 C로 증가함에 따라 **26.1% → 43.1%**로 향상됨 (Fig. 5d).

전하량에 따른 F.E. — 두 수치 모두 본 논문에서 인용. F.E. 26.0% (400 C 조건) 및 43.1% (4000 C 조건)은 각각 초기 단계 및 최적화된 장시간 운전 값이며, 각 수치는 해당 조건과 함께 인용해야 한다. 이는 모순이 아니다.

의의

기존 글리신 제조는 석유계 원료와 독성 시약에 의존하고 있으나, 본 연구는 수용액 상압 조건에서 두 가지 폐기물 스트림(CO₂ 유래 옥살산 + 무기 질산염)을 활용한 최초의 전기화학적 합성 경로이다. 글리신은 식품·사료 첨가제 및 화학 원료로 널리 사용된다.

관계

Cu-Hg-amalgam-cathode에 의해 생성되며 glyoxylic-oxime-CN-coupling 메커니즘을 통해 합성된다; 옥살산/질산염 기질 쌍에 대한 electrochemical-reductive-amination의 최초 완전한 실험적 실현 사례이다.