Eine Stickstoff‐dotierte Kohlenstoffmatrix mit eingeschlossenen MnxOy/NC‐ und CoxOy/NC‐Nanopartikeln für leistungsfähige bifunktionale Sauerstoffelektroden1. (27th June 2014) - Masa, Justus; Xia, Wei; Sinev, Ilya; Zhao, Anqi; Sun, Zhenyu; Grützke, Stefanie; Weide, Philipp; Muhler, Martin; Schuhmann, Wolfgang
Abstract Die reversible Umwandlung von Wasser in H2 und O2 sowie die Rekombination von H2 und O2 zu H2O 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 Mn3O4‐ und Co3O4‐Nanopartikeln, eingeschlossen in N‐dotierten Kohlenstoff, bestehen und durch selektive Pyrolyse und nachfolgende milde Kalzinierung von Mn‐ oder Co‐N4‐macrocyclischen Komplexen erhalten wurden. Eine sehr starke Wechselwirkung zwischen den Metallzentren und Stickstoff‐haltigen Resten wurde beobachtet, was auf eine M‐Nx‐Koordination schließen lässt. Die Katalysatoren zeigen eine deutlich verringerte reversible Überspannung in KOH (0.1 M) gegenüber der von RuO2, IrO2, Pt, NiO, Mn3O4 und Co3O4. Damit gehören sie zu den besten Nichtedelmetall‐Katalysatoren für reversible Sauerstoffelektroden.