Reaktivitätsdeskriptoren für die Aktivität von molekularen MN4‐Katalysatoren zur Sauerstoffreduktion

Zwischen allgemein bekannten Reaktivitätsdeskriptoren für die Aktivität von Metallelektroden bezüglich der Sauerstoffreduktion (ORR, oxygen reduction reaction) und der Reaktivität von molekularen Katalysatoren, im Speziellen auf Elektrodenoberflächen haftenden makrocyclischen MN4‐Metallkomplexen, lassen sich eindeutige Ähnlichkeiten herstellen. Wir zeigen auf, dass ein Zusammenhang zwischen dem M III /M II ‐Redoxpotential von MN4‐Chelaten und ihren M‐O 2 ‐Bindungsenergien besteht. Insbesondere die Bindungsenergie von O 2 (und anderen O‐Spezies) folgen dem M III ‐OH/M II ‐Übergang von MnN4‐ und FeN4‐Chelaten. Die Vulkankurve für die Sauerstoffreduktion an MN4‐Katalysatoren ähnelt der Vulkankurve von Metallkatalysatoren: Katalysatoren auf dem Abschnitt mit schwacher Bindung (vor allem CoN4‐Chelate) ergeben H 2 O 2 als Hauptprodukt, wobei der Beginn der Sauerstoffreduktion pH‐unabhängig auf der NHE‐Skala ist (und damit pH‐abhängig auf der RHE‐Skala); Katalysatoren auf dem Abschnitt mit starker Bindung ergeben H 2 O als Produkt und zeigen die erwartete pH‐Abhängigkeit auf der NHE‐Skala. Die hier behandelten Deskriptoren treffen auch auf thermisch behandelte pyrolysierte MN4‐Katalysatoren zu.