Eine Stickstoff‐dotierte Kohlenstoffmatrix mit eingeschlossenen Mn x O y /NC‐ und Co x O y /NC‐Nanopartikeln für leistungsfähige bifunktionale Sauerstoffelektroden

• Published in: Angewandte Chemie Vol. 126; no. 32; pp. 8648 - 8652
• Main Authors: Masa, Justus, Xia, Wei, Sinev, Ilya, Zhao, Anqi, Sun, Zhenyu, Grützke, Stefanie, Weide, Philipp, Muhler, Martin, Schuhmann, Wolfgang
• Format: Journal Article
• Language: German
• Published: 04-08-2014
• ISSN: 0044-8249; 1521-3757
• DOI: 10.1002/ange.201402710

Die reversible Umwandlung von Wasser in H
2
und O
2
sowie die Rekombination von H
2
und O
2
zu H
2
O unter Gewinnung von Energie ist die Basis für einen vollständig nachhaltigen Zyklus der Energiekonversion und ‐speicherung. Die Realisierung dieses Ziels wird jedoch von der Nichtverfügbarkeit effizienter Katalysatoren für die Wasserspaltung und Sauerstoffreduktion behindert. Wir berichten über hochaktive bifunktionale Katalysatoren für Sauerstoffelektroden, die aus Mn
3
O
4
‐ und Co
3
O
4
‐Nanopartikeln, eingeschlossen in N‐dotierten Kohlenstoff, bestehen und durch selektive Pyrolyse und nachfolgende milde Kalzinierung von Mn‐ oder Co‐N
4
‐macrocyclischen Komplexen erhalten wurden. Eine sehr starke Wechselwirkung zwischen den Metallzentren und Stickstoff‐haltigen Resten wurde beobachtet, was auf eine M‐N
x
‐Koordination schließen lässt. Die Katalysatoren zeigen eine deutlich verringerte reversible Überspannung in KOH (0.1 
M
) gegenüber der von RuO
2
, IrO
2
, Pt, NiO, Mn
3
O
4
und Co
3
O
4
. Damit gehören sie zu den besten Nichtedelmetall‐Katalysatoren für reversible Sauerstoffelektroden.