Vierzehn-Mitglieder-Makrocyclische Fe-Komplexe inspiriert von FeN4-Center-eingebetteten Graphen für die Sauerstoffreduktionskatalyse

Für die breite Anwendung von Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzellen (PEFCs) ist die Entwicklung von Katalysatoren aus unedlen Metallen (NPM) für die Sauerstoffreduzierung äußerst wichtig. Bis heute wurden viele NPM-Katalysatoren durch Pyrolyse von Fe-, N- und C-haltigen Vorläufern synthetisiert; sie leiden jedoch unter niedriger Dichte und ungewisser chemischer Struktur ihrer aktiven Stellen. Diese Studie berichtet über einen neuartigen 14-Mitglieder-Makrocyclischen Fe-Komplex, der von FeN4-Zentren in pyrolysierten Katalysatoren inspiriert wurde, im Gegensatz zu typischen makrocyclischen MN4-Komplexen mit 16-Mitglieder-Ringen. Dieser 14-Mitglieder-Makrozyklus besitzt starke Fe–N-Bindungen mit einem durchschnittlichen Bindungsabstand von 1,90 Å, wie durch Einkristall-Röntgenbeugung (XRD) nachgewiesen, die deutlich kürzer sind als die in Porphyrin (2,0 Å). Dieser Komplex zeigt eine hohe elektrochemische Aktivität für die Sauerstoffreduzierung in sowohl sauren als auch basischen Medien.