Безметальные катализаторы восстановления молекулярного кислорода и катодные материалы на их основе

Целью проекта является создание безметальных катализаторов восстановления кислорода, перспективных в качестве компонентов катодных материалов для топливных элементов и металл-воздушных аккумуляторов. Идея проекта основана на необычно высокой активности анионов водород-содержащих производных фуллеренов по отношению к молекулярному кислороду, что позволяет рассматривать подобные соединения в качестве катализаторов восстановления кислорода для замены более дорогостоящих катализаторов на основе платины. В рамках проекта будут решены следующие задачи: (1) синтез гидридов трифторметилфуллеренов и гидридов карбаматов азиридинофуллеренов, являющихся электрокатализаторами восстановления молекулярного кислорода, (2) создание фотоактивных композитов производных фуллеренов с полупроводниковыми полимерами, а также (3) конструирование и тестирование опытных катодных материалов на основе созданных безметальных катализаторов восстановления кислорода. Особенностью предложенного решения является совмещение в создаваемом катодном материале трех ключевых процессов, формирующих каталитический цикл восстановления кислорода: (1) фотоэффекта, используемого для генерации анионов гидридов электроноакцепторных производных фуллеренов C60RH, (2) гидрирования O2 при переносе атома водорода от аниона гидрида и (3) регенерация C60RH в кислой среде. Главным результатом реализации проекта станет создание безметальных фотоактивных катализаторов восстановления молекулярного кислорода, что важно для совершенствования технологий создания эффективных и доступных топливных элементов.