SNUEI

Spectroscopic capture of a low-spin Mn(IV)-oxo species in Ni–Mn3O4 nanoparticles during water oxidation catalysis

2020 · Nature Communications

저자

Sunghak Park, Kyoungsuk Jin, Hyung‐Kyu Lim, Jin Kim, Kang Hee Cho, Seungwoo Choi, Hongmin Seo, Moo Young Lee, Yoon Ho Lee, Sangmoon Yoon, Miyoung Kim, Hyungjun Kim, Sun Hee Kim, 남기태 (Ki Tae Nam)

연구주제

Electrocatalysts for Energy Conversion · Metal-Catalyzed Oxygenation Mechanisms · Advanced oxidation water treatment

NTIS 과학기술표준분류

에너지/자원만에너지·환경·원자력 확장

에너지/자원 > 신재생에너지 > 수소에너지 외

배정 근거: 지원 과제의 분류와 AI 키워드가 잡은 과제의 분류를 반씩(정책 연계 맵과 같은 방법).

AI 연구 키워드·방법

망간 산화물 나노입자 망간-옥소 중간체 산소 발생 반응(OER)

전자 상자성 공명 분광법(EPR)

키워드 (OpenAlex)

water oxidation catalysis Kok cycle oxygen-evolving complex Jahn-Teller distortion electron spin resonance in situ Raman spectroscopy heterogeneous electrocatalysts manganese catalysts

초록

Abstract High-valent metal-oxo moieties have been implicated as key intermediates preceding various oxidation processes. The critical O–O bond formation step in the Kok cycle that is presumed to generate molecular oxygen occurs through the high-valent Mn-oxo species of the water oxidation complex, i.e., the Mn4Ca cluster in photosystem II. Here, we report the spectroscopic characterization of new intermediates during the water oxidation reaction of manganese-based heterogeneous catalysts and assign them as low-spin Mn(IV)-oxo species. Recently, the effects of the spin state in transition metal catalysts on catalytic reactivity have been intensely studied; however, no detailed characterization of a low-spin Mn(IV)-oxo intermediate species currently exists. We demonstrate that a low-spin configuration of Mn(IV), S = 1/2, is stably present in a heterogeneous electrocatalyst of Ni-doped mono…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
2020메타디스오더 소재 개발과학기술정보통신부미래소재디스커버리지원(R&D)서울대학교범위 밖
2020에너지·생체 소재 및 소자 공정 융합 교육연구단교육부BK21플러스사업(R&D)강원대학교–
2020전이금속 기반의 과포화 고용 합금을 이용한 플렉서블 수소발생 전극 소재 개발산업통상자원부소재부품기술개발(R&D)비씨씨(주)에너지/자원 > 신재생에너지 > 수소에너지 외
2020모세관 작용을 이용한 낮은 과전압에서의 물 분해를 가능하게 하는 두 단계의 전기화학-광반응 사이클 개발교육부BK21플러스사업(R&D)서울대학교–
2020생체모방 환경기반 촉매 분석과학기술정보통신부미래소재디스커버리지원(R&D)한국기초과학지원연구원범위 밖
2020KAIST분자과학연구단교육부BK21플러스사업(R&D)한국과학기술원–

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남기태

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