Tuning of ORR activity through the stabilization of the adsorbates by hydrogen bonding with substituent groups

文献情報

出版日 2020-11-04
DOI 10.1039/D0CP04478D
インパクトファクター 3.676
著者

Nagaprasad Reddy Samala, Ilya Grinberg


原文を見る

要旨

Metallocorroles and metalloporphyrins (M–N–C) are some of the best alternative molecular catalysts for the replacement of the expensive platinum-group metals (PGM) in oxygen reduction reaction (ORR) catalysis in polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells. To date, Co-based corroles have shown the best performance, but still suffer from the poor stability and the toxicity of the Co metal. Mn–N–C are more stable than Co–N–C, and are also less reactive towards peroxide formation. In this work, using first-principles density functional theory calculations, we study the improvement of the Mn-based corrole ORR activity by exploiting hydrogen bonding with substituent groups to modify the adsorption energies of the ORR intermediates and obtain higher onset potential (Vonset) values. We found that by using phenyl acetic acid as a substituent, Vonset increased from 0.54 V for the unsubstituted corrole to ∼0.9 V which is competitive with the Vonset of the Co-based corroles. Our results suggest that hydrogen bonding with substituent groups should be considered in the analysis and design of the reactivity of active sites in non-PGM ORR catalysts.

関連文献

Two-photon spectroscopy of the NaLi triplet ground state

Sepehr Ebadi

2018-01-22 Paper

DOI: 10.1039/C7CP08481A

Direct observation of stepwise intermolecular proton and hydrogen transfer between alcohols and the triplet state of 4-nitro-1-naphthol

Fengjin Zhang, Di Zhang, Yong Du, Peipei Jin, Yanying Zhao, Xuming Zheng, Jiadan Xue

2018-04-17 Paper

DOI: 10.1039/C8CP00484F

General formalism for vibronic Hamiltonians in tetragonal symmetry and beyond

Riley J. Hickman, Robert A. Lang, Tao Zeng

2018-04-03 Paper

DOI: 10.1039/C8CP01394B

In situ follow-up of hybrid alginate–silicate microbeads formation by linear rheology

F. B. Haffner, N. Canilho, B. Medronho, C. Gardiennet, A. Gansmüller, A. Pasc

2018-04-09 Paper

DOI: 10.1039/C8CP00073E

Infrared laser dissociation of single megadalton polymer ions in a gated electrostatic ion trap: the added value of statistical analysis of individual events‡

Mohammad A. Halim, Christian Clavier, Xavier Dagany, Michel Kerleroux, Philippe Dugourd, Robert C. Dunbar, Rodolphe Antoine

2018-04-12 Paper

DOI: 10.1039/C8CP00404H

The reaction of fluorine atoms with methanol: yield of CH3O/CH2OH and rate constant of the reactions CH3O + CH3O and CH3O + HO2

Emmanuel Assaf, Coralie Schoemaecker, Luc Vereecken, Christa Fittschen

2017-11-06 Paper

DOI: 10.1039/C7CP05770A

Effect of a single water molecule on the HO2 + ClO reaction

Junyao Li, Narcisse T. Tsona, Lin Du

2017-09-12 Paper

DOI: 10.1039/C7CP05008A

Correction: The stability of biradicaloid versus closed-shell [E(μ-XR)]2 (E = P, As; X = N, P, As) rings. Does aromaticity play a role?

Rafael Grande-Aztatzi, Jose M. Mercero, Jesus M. Ugalde

2018-04-20 Correction

DOI: 10.1039/C8CP91727B

Photoassociation of ultracold NaLi

2018-01-22 Paper

DOI: 10.1039/C7CP08480C

Front cover

Cover

DOI: 10.1039/C8CP91744B

こちらもおすすめ

化合物よくある質問

2-ヒドロキシ-5-ニトロベンジンブロモイドの代替品はありますか?

2-ヒドロキシ-5-ニトロベンジンブロモイドは特定の化学反応に適しているため、代替品は限られています。しかし、同様の構造を持つ2-ヒドロキシ-4-ニトロベンジン...

772-33-82-(Bromomethyl)-4-ni...
化合物よくある質問

N-(2-ブロモフェニル)-1-チロール-3-オキソ-3-(ピペリジニル)プロペン-2-イル)ベンゼンアミドを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

N-(2-ブロモフェニル)-1-チロール-3-オキソ-3-(ピペリジニル)プロペン-2-イル)ベンゼンアミドは有毒で、皮膚や粘膜に刺激を与える可能性があります。...

1800044-77-2N-[(1Z)-1-(2-Bromoph...
化合物よくある質問

1,3プロパンジオール,2-[2-(2アミノ-6クロロ-9Hピリミジン-9-イル)エチル-1,1,2,2-D4]-2,3-ジアセタートの市場動向や研究トレンドはどうですか?

この化合物は、新規治療薬の開発に注目されています。市場では、その有効性と安全性が評価され、研究分野では、分子生物学と医薬化学の新たな発見が期待されています。

1020718-81-31,3-Propanediol, 2-[...
化合物よくある質問

安息香の代替品はありますか?

安息香の代替品としては、フェノール、アロマターゼ阻害剤などが考えられます。しかし、使用目的により適切な代替品は異なります。

579-44-2Ethanone, 2-hydroxy-...
化合物よくある質問

Succinimidyl-alanyl-phenylalanyl-prolyl-phenylalanine 4-nitroanilide はどの業界で使用されていますか?

Succinimidyl-alanyl-phenylalanyl-prolyl-phenylalanine 4-nitroanilide は主に医薬品開発やポ...

128802-73-3succinimidyl-alanyl-...
化合物よくある質問

メチル6-アミノ-5-クロロピリジン-2-カーボイル酸について、適用される法規ガイドラインは何ですか?

メチル6-アミノ-5-クロロピリジン-2-カーボイル酸(CAS番号: 1256794-05-4)の使用には、GHS( Globally Harmonized S...

1256794-05-4Methyl 6-amino-5-chl...
化合物よくある質問

エチル4-(シクロ Pentagonyl)アミノ-2-メチル硫化基ピリミジン-5-カルボキシレートを取り扱う際の実験室安全事項は何ですか?

取り扱いには、耐薬品性の容器を使用し、通気性の良い場所で操作することを推奨します。漏れ時は、SDS(安全データシート)を参照して適切な措置を取ること。手洗いと洗...

211245-62-4ethyl 4-(cyclopentyl...
化合物よくある質問

(S)-3-ベンZYルピペリジン塩酸塩とは何ですか?

(S)-3-ベンZYルピペリジン塩酸塩は、CAS番号1258940-00-9で表される化合物です。これは、(S)-3-苯基哌啶的盐酸盐であり、主に医薬品の原料と...

1258940-00-9(S)-3-Phenylpiperidi...
化合物よくある質問

3,5-二甲基金剛胺の主な用途は何ですか?

3,5-二甲基金剛胺は、主に医薬品の原料として使用され、また抗うつ薬や抗アルツハイマー薬の開発に利用されます。さらに、化粧品や食品添加物の製造でも重要な役割を果...

19988-45-52-(2,3-Dihydroxyphen...
化合物よくある質問

ビス(4-メチル-2-ペンチル)フェニルカルボン酸エステルの代替品はありますか?

ビス(4-メチル-2-ペンチル)フェニルカルボン酸エステル (CAS番号: 1398066-13-1) の代替品には、ビス(2-エチルヘキシル)フェノールカルボ...

1398066-13-1Bis(4-methyl-2-penty...

掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

おすすめサプライヤー

免責事項
このページに表示される学術雑誌情報は、参考および研究目的のみを目的としています。当社は雑誌出版社とは提携しておらず、投稿の取り扱いも行っておりません。出版に関するお問い合わせは、各雑誌出版社に直接ご連絡ください。
表示されている情報に誤りがある場合は、support@chemtradehub.com までご連絡ください。迅速に確認し、対応いたします。