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A Bifunctional Electrocatalyst for Oxygen Evolution and Oxygen Reduction Reactions in Water

投稿者:
Wolfgang Schçfberger,* Felix Faschinger, Samir Chattopadhyay, Snehadri Bhakta,
Biswajit Mondal, Johannes A. A. W. Elemans, Stefan Müllegger, Stefano Tebi, Reinhold Koch, Florian Klappenberger, Mateusz Paszkiewicz, Johannes V. Barth, Eva Rauls, Hazem Aldahhak, Wolf Gero Schmidt, and Abhishek Dey*
International Edition: DOI: 10.1002/anie.201508404
 German Edition: DOI: 10.1002/ange.201508404 
[*] Prof. Dr. W. Schçfberger, Dipl.-Ing. F. Faschinger
Institute of Organic Chemistry, Johannes Kepler University Linz
Altenberger Strasse 69, 4040 Linz (Austria)
S. Chattopadhyay, S. Bhakta, B. Mondal, Prof. Dr. A. Dey
Department of Inorganic Chemistry
Indian Association for the Cultivation of Science
2A & 2B Raja SC Mullik Road, Kolkata, 700032 (India)
Prof. Dr. J. A. A. W. Elemans
Radboud University, Institute for Molecules and Materials
Heyendaalseweg 135, 6525 AJ Nijmegen (The Netherlands)
Prof. Dr. S. M llegger, M. Sc. S. Tebi, Prof. Dr. R. Koch
Institute of Semiconductor and Solid State Physics
Johannes Kepler University Linz
Altenberger Strasse 69, 4040 Linz (Austria)
Priv.-Doz. Dr. F. Klappenberger, Dipl.-Chem. M. Paszkiewicz,
Prof. Dr. J. V. Barth
Physics Department E20, Technische Universit t M nchen
James-Franck-Strasse 1, 85748 Garching (Germany)
Dr. E. Rauls, H. Aldahhak, Prof. Dr. W. G. Schmidt
Department of Physics, Paderborn University
Warburger Strasse 100, 33098 Paderborn (Germany)

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201508404/epdf 

Abstract: Oxygen reduction and water oxidation are two key processes in fuel cell applications. The oxidation of water to dioxygen is a 4H+/4 e process, while oxygen can be fully reduced to water by a 4e /4H+ process or partially reduced by fewer electrons to reactive oxygen species such as H2O2 and O2. We demonstrate that a novel manganese corrole complex behaves as a bifunctional catalyst for both the electrocatalytic generation of dioxygen as well as the reduction of dioxygen in aqueous media. Furthermore, our combined kinetic, spectroscopic, and electrochemical study of manganese corroles adsorbed on different electrode materials (down to a submolecular level) reveals mechanistic details of the oxygen evolution and reduction processes.



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