Eine Stickstoff-dotierte Kohlenstoffmatrix mit eingeschlossenen MnxOy/NC- und CoxOy/NC-Nanopartikeln für leistungsfähige bifunktionale Sauerstoffelektroden

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 fur einen vollständig nachhaltigen Zyklus der Energiekonversion und -speicherung. Die Realisierung dieses Ziels wird jedoch von der Nichtverfugbarkeit effizienter...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Published inAngewandte 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
LanguageGerman
Published Weinheim WILEY-VCH Verlag 04.08.2014
Wiley Subscription Services, Inc
Subjects
Chemistry
Heterogene Katalyse
Nanopartikel
Sauerstoffreduktion
Stickstoff-dotierter Kohlenstoff
Wasseroxidation
Online AccessGet full text

Cover

More Information
Summary: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 fur einen vollständig nachhaltigen Zyklus der Energiekonversion und -speicherung. Die Realisierung dieses Ziels wird jedoch von der Nichtverfugbarkeit effizienter Katalysatoren fur die Wasserspaltung und Sauerstoffreduktion behindert. Wir berichten uber hochaktive bifunktionale Katalysatoren fur 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 (0.1M) gegenuber der von RuO2, IrO2, Pt, NiO, Mn3O4 und Co3O4. Damit gehören sie zu den besten Nichtedelmetall-Katalysatoren fur reversible Sauerstoffelektroden. [PUBLICATION ABSTRACT]
Bibliography:Deutschen Forschungsgemeinschaft - No. EXC 1069; No. HA-E-0002
ArticleID:ANGE201402710
ark:/67375/WNG-CD4DNHQ0-R
istex:986DD01ED9080742E1368D2D0DE94D1B30104532
Die Arbeiten wurden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Exzellenzclusters RESOLV (EXC 1069) und im Rahmen der Helmholtz-Energie-Allianz "Stationäre elektrochemische Speicher und Wandler" (HA-E-0002) unterstützt. A.Z. ist dankbar für ein Promotionsstipendium des China Scholarship Council. Wir danken Dr. Dennis König vom Institut für Materialwissenschaften der Ruhr-Universität Bochum für die TEM-Messungen und Sandra Schmidt für die SEM-Messungen. Die XAFS Messungen wurden an der CLÆSS Beamline der ALBA Synchrotron Light Facility in Kooperation mit den ALBA-Mitarbeitern durchgeführt.
ISSN:0044-8249
1521-3757
DOI:10.1002/ange.201402710