A bioinspired soluble manganese cluster as a water oxidation electrocatalyst with low overpotential

הפקת מימן ממים בתהליך "פיצול מים" מהווה מקור אפשרי לאנרגיה חלופית. השלב המאתגר ביותר בתהליך הוא חמצון המים, והוא מזורז בטבע בתהליך הפוטוסינטזה, באמצעות קומפלקס מנגן במצב חמצון גבוה בעל הנוסחה הכימית Mn4CaOx. מנגן היא מתכת נפוצה וזולה ולכן פיתוח תעשייתי של זרז מבוסס מנגן בהשראת הטבע לחמצון מים אלקטרוכימי, יהיה כדאי מאוד. בעבר נחקרו מספר קופלקסי מנגן בהשראת הטבע כזרזים לחמצון מים במערכות הומוגניות והטרוגניות תוך שימוש במחמצן כימי, אך עד כה, לא הושג חמצון מים אלקטרוכימי (באמצעות מתח חשמלי) על-ידי קומפלקסי מנגן מסיסי מים. במאמר זה אנו מציגים את ההכנה והאיפיון של "Mn12DH", קומפלקס מנגן מסיס ויציב במים, בעל הנוסחה הכימית: Mn12O12(O2CC6H3(OH)2)16(H2O)4. אנו מראים כי Mn12DH, שניתן להכינו בקלות וביעילות מחומרי מוצא זולים וידידותיים לסביבה, הוא זרז יציב לחמצון מים הפועל ב-pH=6 כלומר בסביבה כמעט נייטרלית (לא בסיסית ולא חומצית) בדומה לקומפלקס בטבע, ובפוטנציאל חשמלי נמוך יחסית של 1.21V בלבד (בטבע 0.876V באותו pH).

This paper was published in nature catalysis