High electrochemical selectivity of edge versus terrace sites in two-dimensional layered MoS2 materials

Nano Letters

Volumn 14, Issue 12, 2014, Pages 7138-7144

  Wang, Haotian ^a   Zhang, Qianfan ^b   Yao, Hongbin ^c   Liang, Zheng ^c   Lee, Hyun Wook ^c   Hsu, Po Chun ^c   Zheng, Guangyuan ^d   Cui, Yi ^c,e  

^a STANFORD UNIVERSITY   (United States)

^b BEIHANG UNIVERSITY   (China)

^c Department of Materials Science and Engineering ^*  (United States)

^d Stanford University   (United States)

^e SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

Author keywords

Electrochemical selectivity; Hydrogen evolution reaction; Li S batteries; MoS2; Two dimensional materials

Indexed keywords

BINDING ENERGY; BINDING SITES; ELECTRIC BATTERIES; HYDROGEN; LITHIUM; MOLYBDENUM COMPOUNDS;

CRYSTAL SURFACES; ELECTRODE DESIGN; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; LITHIUM SULFIDES; MOLYBDENUM DISULFIDE; MOS2; RENEWABLE ENERGY STORAGES; TWO-DIMENSIONAL MATERIALS;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84916641355     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl503730c     Document Type: Article

References (55)

1. Stamenkovic, V. R.; Fowler, B.; Mun, B. S.; Wang, G.; Ross, P. N.; Lucas, C. A.; Marković, N. M. Science 2007, 315 (5811) 493-497
2. Hansen, T. W.; Wagner, J. B.; Hansen, P. L.; Dahl, S.; Topsøe, H.; Jacobsen, C. J. H. Science 2001, 294 (5546) 1508-1510
3. Hansen, P. L.; Wagner, J. B.; Helveg, S.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Clausen, B. S.; Topsøe, H. Science 2002, 295 (5562) 2053-2055
4. Over, H.; Kim, Y. D.; Seitsonen, A. P.; Wendt, S.; Lundgren, E.; Schmid, M.; Varga, P.; Morgante, A.; Ertl, G. Science 2000, 287 (5457) 1474-1476
5. Sun, Y.; Xia, Y. Science 2002, 298 (5601) 2176-2179
6. Peng, X.; Manna, L.; Yang, W.; Wickham, J.; Scher, E.; Kadavanich, A.; Alivisatos, A. P. Nature 2000, 404 (6773) 59-61
7. Lim, B.; Jiang, M.; Camargo, P. H. C.; Cho, E. C.; Tao, J.; Lu, X.; Zhu, Y.; Xia, Y. Science 2009, 324 (5932) 1302-1305
8. Chen, C.; Kang, Y.; Huo, Z.; Zhu, Z.; Huang, W.; Xin, H. L.; Snyder, J. D.; Li, D.; Herron, J. A.; Mavrikakis, M.; Chi, M.; More, K. L.; Li, Y.; Markovic, N. M.; Somorjai, G. A.; Yang, P.; Stamenkovic, V. R. Science 2014, 343 (6177) 1339-1343
9. Lauritsen, J. V.; Kibsgaard, J.; Helveg, S.; Topsoe, H.; Clausen, B. S.; Laegsgaard, E.; Besenbacher, F. Nat. Nanotechnol. 2007, 2 (1) 53-58
10. Manna, L.; Milliron, D. J.; Meisel, A.; Scher, E. C.; Alivisatos, A. P. Nat. Mater. 2003, 2 (6) 382-385
11. Lantz, M. A.; Hug, H. J.; Hoffmann, R.; van Schendel, P. J. A.; Kappenberger, P.; Martin, S.; Baratoff, A.; Güntherodt, H.-J. Science 2001, 291 (5513) 2580-2583
12. Hinnemann, B.; Moses, P. G.; Bonde, J.; Jørgensen, K. P.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (15) 5308-5309
13. Zach, M. P.; Ng, K. H.; Penner, R. M. Science 2000, 290 (5499) 2120-2123
14. Tian, N.; Zhou, Z.-Y.; Sun, S.-G.; Ding, Y.; Wang, Z. L. Science 2007, 316 (5825) 732-735
15. Zambelli, T.; Wintterlin, J.; Trost, J.; Ertl, G. Science 1996, 273 (5282) 1688-1690
16. Novoselov, K. S.; Geim, A. K.; Morozov, S. V.; Jiang, D.; Zhang, Y.; Dubonos, S. V.; Grigorieva, I. V.; Firsov, A. A. Science 2004, 306 (5696) 666-669
17. Geim, A. K.; Novoselov, K. S. Nat. Mater. 2007, 6 (3) 183-191
18. Butler, S. Z.; Hollen, S. M.; Cao, L.; Cui, Y.; Gupta, J. A.; Gutiérrez, H. R.; Heinz, T. F.; Hong, S. S.; Huang, J.; Ismach, A. F.; Johnston-Halperin, E.; Kuno, M.; Plashnitsa, V. V.; Robinson, R. D.; Ruoff, R. S.; Salahuddin, S.; Shan, J.; Shi, L.; Spencer, M. G.; Terrones, M.; Windl, W.; Goldberger, J. E. ACS Nano 2013, 7 (4) 2898-2926
19. Chhowalla, M.; Shin, H. S.; Eda, G.; Li, L.-J.; Loh, K. P.; Zhang, H. Nat. Chem. 2013, 5 (4) 263-275
20. Zhang, S.; Ding, M. S.; Xu, K.; Allen, J.; Jow, T. R. Electrochem. Solid-State Lett. 2001, 4 (12) A206-A208
21. Walter, E. C.; Zach, M. P.; Favier, F.; Murray, B. J.; Inazu, K.; Hemminger, J. C.; Penner, R. M. ChemPhysChem 2003, 4 (2) 131-138
22. Jaramillo, T. F.; Jørgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317 (5834) 100-102
23. Ji, X.; Lee, K. T.; Nazar, L. F. Nat. Mater. 2009, 8 (6) 500-506
24. Bruce, P. G.; Freunberger, S. A.; Hardwick, L. J.; Tarascon, J.-M. Nat. Mater. 2012, 11 (1) 19-29
25. Yang, Y.; Zheng, G.; Cui, Y. Chem. Soc. Rev. 2013, 42 (7) 3018-3032
26. Ji, X.; Nazar, L. F. J. Mater. Chem. 2010, 20 (44) 9821-9826
27. Zheng, G.; Yang, Y.; Cha, J. J.; Hong, S. S.; Cui, Y. Nano Lett. 2011, 11 (10) 4462-4467
28. Jayaprakash, N.; Shen, J.; Moganty, S. S.; Corona, A.; Archer, L. A. Angew. Chem. 2011, 123 (26) 6026-6030
29. Xiao, L.; Cao, Y.; Xiao, J.; Schwenzer, B.; Engelhard, M. H.; Saraf, L. V.; Nie, Z.; Exarhos, G. J.; Liu, J. Adv. Mater. 2012, 24 (9) 1176-1181
30. Seh, Z. W.; Li, W.; Cha, J. J.; Zheng, G.; Yang, Y.; McDowell, M. T.; Hsu, P.-C.; Cui, Y. Nat. Commun. 2013, 4, 1331
31. Moon, S.; Jung, Y. H.; Jung, W. K.; Jung, D. S.; Choi, J. W.; Kim, D. K. Adv. Mater. 2013, 25 (45) 6547-6553
32. Zheng, G.; Zhang, Q.; Cha, J. J.; Yang, Y.; Li, W.; Seh, Z. W.; Cui, Y. Nano Lett. 2013, 13 (3) 1265-1270
33. Yao, H.; Zheng, G.; Hsu, P.-C.; Kong, D.; Cha, J. J.; Li, W.; Seh, Z. W.; McDowell, M. T.; Yan, K.; Liang, Z.; Narasimhan, V. K.; Cui, Y. Nat. Commun. 2014, 5, 5280
34. Suo, L.; Hu, Y.-S.; Li, H.; Armand, M.; Chen, L. Nat. Commun. 2013, 4, 1481
35. Xin, S.; Gu, L.; Zhao, N.-H.; Yin, Y.-X.; Zhou, L.-J.; Guo, Y.-G.; Wan, L.-J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (45) 18510-18513
36. Yang, Y.; Zheng, G.; Cui, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6 (5) 1552-1558
37. Seh, Z. W.; Yu, J. H.; Li, W.; Hsu, P.-C.; Wang, H.; Sun, Y.; Yao, H.; Zhang, Q.; Cui, Y. Nat. Commun. 2014, 5, 5017
38. Radisavljevic, B.; Radenovic, A.; Brivio, J.; Giacometti, V.; Kis, A. Nat. Nanotechnol. 2011, 6 (3) 147-150
39. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13 (12) 6222-6227
40. Kong, D.; Wang, H.; Cha, J. J.; Pasta, M.; Koski, K. J.; Yao, J.; Cui, Y. Nano Lett. 2013, 13 (3) 1341-1347
41. Tian, M.; Wang, J.; Kurtz, J.; Mallouk, T. E.; Chan, M. H. W. Nano Lett. 2003, 3 (7) 919-923
42. Li, D.; Xia, Y. Adv. Mater. 2004, 16 (14) 1151-1170
43. Wang, H.; Lu, Z.; Kong, D.; Sun, J.; Hymel, T. M.; Cui, Y. ACS Nano 2014, 8 (5) 4940-4947
44. Wang, H.; Kong, D.; Johanes, P.; Cha, J. J.; Zheng, G.; Yan, K.; Liu, N.; Cui, Y. Nano Lett. 2013, 13 (7) 3426-3433
45. Tenne, R.; Margulis, L.; Genut, M.; Hodes, G. Nature 1992, 360 (6403) 444-446
46. Feldman, Y.; Wasserman, E.; Srolovitz, D. J.; Tenne, R. Science 1995, 267 (5195) 222-225
47. Lee, C.; Yan, H.; Brus, L. E.; Heinz, T. F.; Hone, J.; Ryu, S. ACS Nano 2010, 4 (5) 2695-2700
48. Wang, H.; Lu, Z.; Xu, S.; Kong, D.; Cha, J. J.; Zheng, G.; Hsu, P.-C.; Yan, K.; Bradshaw, D.; Prinz, F. B.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110 (49) 19701-19706
49. Shin, E. S.; Kim, K.; Oh, S. H.; Cho, W. I. Chem. Commun. 2013, 49 (20) 2004-2006
50. Tsai, C.; Chan, K.; Abild-Pedersen, F.; Norskov, J. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16 (26) 13156-13164
51. Kibsgaard, J.; Chen, Z.; Reinecke, B. N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11 (11) 963-969
52. Chen, Z.; Cummins, D.; Reinecke, B. N.; Clark, E.; Sunkara, M. K.; Jaramillo, T. F. Nano Lett. 2011, 11 (10) 4168-4175
53. Li, Y.; Wang, H.; Xie, L.; Liang, Y.; Hong, G.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (19) 7296-7299
54. Lukowski, M. A.; Daniel, A. S.; Meng, F.; Forticaux, A.; Li, L.; Jin, S. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (28) 10274-10277
55. Voiry, D.; Yamaguchi, H.; Li, J.; Silva, R.; Alves, D. C. B.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nat. Mater. 2013, 12 (9) 850-855