Разработка органических фотокатализаторов восстановления кислорода на основе перфторалкилпроизводных фуллеренов и полупроводниковых полимеров

Реакция электрокаталитического восстановления молекулярного кислорода является ключевым процессом в различных устройствах конверсии энергии и электрохимических технологиях (топливные элементы, металло-воздушные батареи, кислородные сенсоры). Протекание этого процесса требует использования катализаторов, в роли которых сегодня наиболее распространены дорогостоящие катодные материалы на основе платины. В последние годы ведется активная научно-исследовательская работа, направленная на поиск альтернативных каталитических систем на основе металло-органических каркасных структур, а также различных металл-несодержащих органических молекул, которые могли бы удешевить производство подобных материалов. Ранее участниками проекта было показано, что в присутствии производного фуллерена C60(CF2)H2 происходит электрокаталитическое восстановление молекулярного кислорода. Важно, что основной продукт превращения, анион C60(CF2)H(1-), в присутствии воды и слабых кислот протонируется, регенерируя C60(CF2)H2, который вступает в следующий электрокаталитический цикл. Обнаруженный электрокаталитический процесс может быть использован для создания новых катодных материалов, перспективных для электрокаталитического восстановления молекулярного кислорода. В представленном проекте будет синтезирован ряд гидридов перфторалкилфуллеренов, перспективных в качестве катодных электрокатализаторов восстановления кислорода, установлены их электрохимические и спектральные свойства. На основе донорных полупроводниковых полимеров и синтезированных гидридов фторсодержащих производных фуллеренов будут созданы новые композиты и установлены характеристики их работы в качестве фотоактивных катодных материалов для фотокаталитической реакции восстановления молекулярного кислорода.