A porphyrin-stabilized iridium oxide water oxidation catalyst

Author： Sherman Benjamin D. Pillai Smitha Kodis Gerdenis Bergkamp Jesse Mallouk Thomas E. Gust Devens Moore Thomas A. Moore Ana L.

Publisher： NRC Research Press

ISSN： 1480-3291

Source： Canadian Journal of Chemistry, Vol.89, Iss.2, 2011-02, pp. : 152-157

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Abstract

Colloidal solutions of iridium oxide hydrate (IrO₂·nH₂O) were formed using porphyrin stabilizers bearing malonate-like functional groups at each of the four meso positions of the porphyrin ring. Cyclic voltammetry and monitoring of solution oxygen concentrations under constant applied potential demonstrated the electrochemical catalytic activity of the porphyrin–IrO₂·nH₂O complexes for the oxidation of water to oxygen. Quenching of the porphyrin fluorescence in the complex implies strong interaction between the porphyrin and the IrO₂·nH₂O. These results mark a step toward developing a porphyrin-based photoanode for use in a photoelectrochemical water-splitting cell.Il se forme des solutions colloïdales d’hydrate d’oxyde d’iridium (IrO₂·nH₂O) lorsqu’on utilise comme stabilisants des porphyrines portant sur chacune des quatre positions méta du noyau porphyrine des groupes fonctionnels apparentés au malonate. La voltampérométrie cyclique et le monitorage des concentrations d’oxygène dans la solution, sous potentiel appliqué constant, démontrent l’activité catalytique électrochimique des complexes porphyrine–IrO₂·nH₂O pour l’oxydation de l’eau en oxygène. Le piégeage de la fluorescence de la porphyrine dans le complexe implique une forte interaction entre la porphyrine et le IrO₂·nH₂O. Ces résultats marque une étape en avant dans le développement d’une photoanode à base de porphyrine pour l’utilisation d’une cellule photoélectrochimique pour la division de l’eau.