Одним из перспективных процессов для создания экологичных источников энергии является контролируемое электрохимическое восстановление кислорода (ORR) в топливных элементах и металло-воздушных батареях. Актуальным направлением исследований является поиск недорогих катализаторов для процесса ORR, в частности, новых наноуглеродных материалов, допированных неблагородными металлами и гетероатомами. Сотрудниками лаборатории элементоорганических соединений были проведено теоретическое исследование механизма реакции восстановления кислорода с использованием наноуглеродов, легированных фрагментами FeN4, в качестве катализаторов. Раскрыто влияние носителя и относительной ориентации фрагмента FeN4 в структуре катализатора на эффективность ORR и стабильность интермедиатов. Особое внимание уделено возможному отравляющему действию монооксида углерода СО. Проанализирована относительная каталитическая активность металлоцентра и прилегающего к нему С2-сайта углеродного носителя в зависимости от структуры. Металлический каталитический центр на подложке из нанотрубки "кресло" и графена склонен к дезактивации при отравлении CO, тогда как в катализаторе, нанесенном на зигзагообразную нанотрубку, металлический центр устойчив к действию CO. Показано, что четырехэлектронный механизм ORR предпочтительнее двухэлектронного как в кислой, так и в щелочной среде, как на металлическом, так и на С2-центрах. 
Работа опубликована в международном журнале «Molecular Catalysis»:
