Chemical and Electrochemical O<sub>2</sub> Reduction on Earth-Abundant M-N-C Catalysts and Implications for Mediated Electrolysis
作者:Jason S. Bates、Sourav Biswas、Sung-Eun Suh、Mathew R. Johnson、Biswajit Mondal、Thatcher W. Root、Shannon S. Stahl
DOI:10.1021/jacs.1c11126
日期:2022.1.19
g. M = Fe, Co) within a nitrogen-doped carbon support, have been the focus of broad interest for electrochemical O2 reduction and aerobic oxidation reactions. The present study explores the mechanistic relationship between the O2 reduction mechanism under electrochemical and chemical conditions. Chemical O2 reduction is investigated via the aerobic oxidation of a hydroquinone, in which the O–H bonds
MNC 催化剂将非贵金属离子(例如 M = Fe、Co)结合到氮掺杂碳载体中,已成为电化学 O 2还原和需氧氧化反应的广泛关注焦点。本研究探讨了电化学和化学条件下O 2还原机制之间的机制关系。通过对苯二酚的有氧氧化研究化学 O 2还原,其中 O-H 键提供 O 2所需的质子和电子还原为水。已进行机理研究以阐明 MNC 催化剂是否耦合两个独立的半反应 (IHR),类似于电极介导的过程,或介导 O 2和有机分子之间的直接内球反应 (ISR)。动力学数据支持后一种 ISR 途径。这一结论通过揭示显着不同的 Tafel 斜率的速率/电位相关性得到加强,暗示化学和电化学 O 2还原的不同机制。