Углеродные наноматериалы, допированные азотом и серой, — перспективная и доступная альтернатива дорогостоящим платиновым катализаторам в реакции восстановления кислорода (ORR). Однако до сих пор структура их активных центров оставалась малоизученной. Сотрудники Института Фаворского провели квантово-химическое моделирование графеноподобных катализаторов, содержащих 1,2-, 1,3- и 1,4-тиазиновые фрагменты. В ходе работы выполнен скрининг 74 потенциальных активных центров. Проверенные модели на основе циркумкоронена с 1,2- и 1,4-тиазиноподобными мотивами продемонстрировали превосходные характеристики в катализе ORR. Ученым удалось детально описать механизмы протекания реакции на молекулярном уровне и наглядно показать ключевые структурно-функциональные различия между 1,2- и 1,4-тиазиновыми фрагментами. Полученные данные открывают путь к направленному дизайну эффективных и недорогих топливных элементов.

Результаты работы опубликованы в Computational and Theoretical Chemistry: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2210271X26003233