Nitrogen- and phosphorus-doped biocarbon with enhanced electrocatalytic activity for oxygen reduction

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 2, 2015, Pages 920-927

  Gong, Xin ^a,b   Liu, Shanshan ^a   Ouyang, Chuying ^b   Strasser, Peter ^c   Yang, Ruizhi ^a  

^a SOOCHOW UNIVERSITY   (China)

^b JIANGXI NORMAL UNIVERSITY   (China)

^c TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

Author keywords

bioarbon; electrocatalytic activity; nitrogen and phosphorus doped; oxygen reduction reaction; yeast cells

Indexed keywords

BIOCHEMISTRY; BIOMINERALIZATION; DOPING (ADDITIVES); ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYTIC REDUCTION; FUEL CELLS; MASS TRANSFER; NITROGEN; OXYGEN; PLATINUM; REACTION KINETICS; SECONDARY BATTERIES; SYNTHESIS (CHEMICAL); YEAST;

BIOARBON; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; NITROGEN AND PHOSPHORUS; OXYGEN REDUCTION REACTION; YEAST CELL;

PHOSPHORUS;

EID: 84922788204     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs501632y     Document Type: Article

References (57)

1. Dresselhaus, M. S.; Thomas, I. L. Nature 2001, 414, 332-337 10.1038/35104599
2. Adzic, R. R. In Electrocatalysis; Lipkowski, J.; Ross, P. N., Eds.; Wiley: New York, 1998; pp 197-242.
3. Bruce, P. G.; Hardwick, L. J.; Abraham, K. M. Mater. Res. Soc.Bull. 2011, 36, 506-512 10.1557/mrs.2011.157
4. Gasteiger, H. A.; Kocha, S. S.; Sompalli, B.; Wagner, F. T. Appl. Catal., B 2005, 56, 9-35 10.1016/j.apcatb.2004.06.021
5. Yang, R. Z.; Leisch, J.; Strasser, P.; Toney, M. Chem. Mater. 2010, 22, 4712-4720 10.1021/cm101090p
6. Adzic, R. R.; Zhang, J.; Sasaki, K.; Vukmirovic, M. B.; Shao, M. H.; Wang, J. X.; Nilekar, A. U.; Mavrikakis, M.; Valerio, J. A.; Uribe, F. Top. Catal. 2007, 46, 249-262 10.1007/s11244-007-9003-x
7. Ozaki, J.; Anahara, T.; Kimura, N.; Oya, A. Carbon 2006, 44, 3358-3361 10.1016/j.carbon.2006.08.022
8. Lefèvre, M.; Proietti, E.; Jaouen, F.; Dodelet, J.-P. Science 2009, 324, 71-74 10.1126/science.1170051
9. Gong, K. P.; Du, F.; Xia, Z. H.; Durstock, M.; Dai, L. M. Science 2009, 323, 760-764 10.1126/science.1168049
10. Liu, R. L.; Wu, D. Q.; Feng, X. L.; Müllen, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2619-2623 10.1002/ange.200907289
11. Wu, G.; More, K. L.; Johnston, C. M.; Zelenay, P. Science 2011, 332, 443-447 10.1126/science.1200832
12. Geng, D.; Chen, Y.; Chen, Y. G.; Li, Y.; Li, R.; Sun, X.; Ye, S.; Knights, S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 760-764 10.1039/c0ee00326c
13. Jo, G.; Shanmugam, S. Electrochem. Commun. 2012, 25, 101-104 10.1016/j.elecom.2012.09.025
14. Yang, L. J.; Jiang, S. J.; Zhao, Y.; Zhu, L.; Chen, S.; Wang, X. Z.; Wu, Q.; Ma, J.; Ma, Y. W.; Hu, Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 7132-7135 10.1002/anie.201101287
15. Daems, N.; Sheng, X.; Vankelecom, I. F. J.; Pescarmona, P. P. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 4085-4110 10.1039/c3ta14043a
16. Wang, H.; Bo, X. J.; Zhang, Y. F.; Guo, L. P. Electrochimi. Acta 2013, 108, 404-411 10.1016/j.electacta.2013.06.133
17. Inamdar, S.; Choi, H.-S.; Wang, P.; Song, M. Y.; Yu, J.-S. Electrochem. Commun. 2013, 30, 9-12 10.1016/j.elecom.2013.01.023
18. Liu, Z. W.; Peng, F.; Wang, H. J.; Yu, H.; Zheng, W. X.; Yang, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 3257-3261 10.1002/anie.201006768
19. Yang, D.-S.; Bhattacharjya, D.; Inamdar, S.; Park, J.; Yu, J.-S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16127-16130 10.1021/ja306376s
20. Li, R.; Wei, Z. D.; Gou, X. L.; Xu, W. RSC Adv. 2013, 3, 9978-9984 10.1039/c3ra41079j
21. Xu, J. X.; Guan, L. H. RSC Adv. 2013, 3, 5577-5582 10.1039/c3ra20847h
22. Roy, R. K.; Shen, S.; Kernion, S. J.; McHenry, M. E. J. Appl. Phys. 2012, 111, 07A301.
23. Wu, J.; Yang, Z. R.; Li, X. W.; Sun, Q. J.; Jin, C.; Strasser, P.; Yang, R. Z. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 9889-9896 10.1039/c3ta11849e
24. Zhang, M.; Dai, L. M. Nano Energy 2012, 1, 514-517 10.1016/j.nanoen.2012.02.008
25. Zhang, L. P.; Xia, Z. H. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11170-11176 10.1021/jp201991j
26. Yang, Z.; Yao, Z.; Li, G. F.; Fang, G. Y.; Nie, H. G.; Liu, Z.; Zhou, X. M.; Chen, X. A.; Huang, S. M. ACS Nano 2012, 6, 205-211 10.1021/nn203393d
27. Yu, D. S.; Xue, Y. H.; Dai, L. M. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 2863-2870 10.1021/jz3011833
28. Choi, C. H.; Park, S. H.; Woo, S. I. ACS Nano 2012, 6, 7084-7091 10.1021/nn3021234
29. Wu, J.; Yang, Z. R.; Wang, Z. J.; Sun, Q. J.; Yang, R. Z. Electrochem. Commun. 2014, 42, 46-49 10.1016/j.elecom.2014.02.001
30. Von Deak, D.; Biddinger, E. J.; Luthman, K. A.; Ozkan, U. S. Carbon 2010, 48, 3637-3639 10.1016/j.carbon.2010.05.022
31. Wang, S.; Yu, D.; Dai, L.; Chang, D. W.; Baek, J. B. ACS Nano 2011, 5, 6202-6209 10.1021/nn200879h
32. Hu, C. Y.; Yang, D.-P.; Zhu, F. J.; Jiang, F. J.; Shen, S. Y.; Zhang, J. L. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 4170-4178 10.1021/am405841k
33. Hu, C. Y.; Yang, D.-P.; Wang, Z. Y.; Yu, L. L.; Zhang, J. L.; Jia, N. Q. Anal. Chem. 2013, 85, 5200-5206 10.1021/ac400556q
34. Sunarso, J.; Torriero, A. A.; Zhou, W.; Howlett, P. C.; Forsyth, M. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5827-5834 10.1021/jp211946n
35. Markovic, N. M.; Gasteiger, H.; Ross, P. N. J. Phys. Chem. 1996, 100, 6715-6721 10.1021/jp9533382
36. Wu, J.; Yang, Z. R.; Sun, Q. J.; Li, X. W.; Strasser, P.; Yang, R. Z. Electrochim. Acta 2014, 127, 53-60 10.1016/j.electacta.2014.02.016
37. Liang, Y. Y.; Wang, H. L.; Zhou, J. G.; Li, Y. G.; Wang, J.; Regier, T.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3517-3523 10.1021/ja210924t
38. Du, J.; Pan, Y. D.; Zhang, T. R.; Han, X. P.; Cheng, F. Y.; Chen, J. J. Mater. Chem. 2012, 22, 15812-15818 10.1039/c2jm32564k
39. Markovic, N. M.; Schmidt, T. J.; Stamkovic, V. S.; Ross, P. N. Fuel cells 2001, 1, 105-116 10.1002/1615-6854(200107)1:2<105::AID-FUCE105>3.3.CO;2-0
40. Shirley, D. A. Phys. Rev. B 1972, 5, 4709-4714 10.1103/PhysRevB.5.4709
41. Briggs, D.; Seah, M. P. Practical surface analysis,. In Auger and X-ray photoelectron spectroscopy, 2nd ed.; Wiley-Interscience: New York, 1990; Vol. 1, pp 87-139.
42. Tian, X. Y.; He, W.; Cui, J. J.; Zhang, X. D.; Zhou, W. J.; Yan, S. P.; Sun, X. N.; Han, X. X.; Han, S. S.; Yue, Y. Z. J. Colloid Interface Sci. 2010, 343, 344-349 10.1016/j.jcis.2009.11.037
43. Du, X. Y.; He, W.; Zhang, X. D.; Yue, Y. Z.; Liu, H.; Zhang, X. G.; Min, D. D.; Ge, X. X.; Du, Y. J. Mater. Chem. 2012, 22, 5960-5969 10.1039/c1jm14758g
44. Liang, J.; Du, X.; Gibson, C.; Du, X. W.; Qiao, S. Z. Adv. Mater. 2013, 25, 6226-6231 10.1002/adma.201302569
45. Yang, R. Z.; Bonakdarpour, A.; Easton, E. B.; Stoffyn-Egli, P.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, A275-282 10.1149/1.2435670
46. Dake, L. S.; Baer, D. R.; Friedrich, D. M. J. Vac. Sci. Technol. A 1989, 7, 1634-1638 10.1116/1.576062
47. Paraknowitsch, J. P.; Zhang, Y. J.; Wienert, B.; Thomas, A. Chem. Commun. 2013, 49, 1208-1210 10.1039/c2cc37398j
48. Wu, J.; Jin, C.; Yang, Z. R.; Tian, J. H.; Yang, R. Z. Carbon. 2015, 82, 562-571 10.1016/j.carbon.2014.11.008
49. Yang, R. Z.; Stevens, K.; Bonakdarpour, A.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2007, 154, B893-B901 10.1149/1.2750444
50. Yang, R. Z.; Stevens, K.; Easton; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 2008, 1554, B79-B91 10.1149/1.2803519
51. Xing, W.; Xue, J. S.; Dahn, J. R. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 3046-3052 10.1149/1.1837162
52. Wang, Q.; Li, H.; Huang, X. J.; Chen, L. Q. Carbon 2001, 39, 2211-2214 10.1016/S0008-6223(01)00040-9
53. Jiang, H.; Zhu, Y.; Feng, Q.; Su, Y.; Yang, X.; Li, C. Chem. Eur. J. 2014, 20, 3106-3112 10.1002/chem.201304561
54. Li, J.; Li, S.; Tang, Y.; Li, K.; Zhou, L.; Kong, N.; Lan, Y.; Bao, J.; Dai, Z. Sci.Rep. 2014, 4, 5130 10.1038/srep05130
55. Jiang, L.; Hsu, A.; Chu, D.; Chen, R. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, B370-376 10.1149/1.3058586
56. Yang, W.; Fellinger, T.-P.; Antonietti, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 206-209 10.1021/ja108039j
57. Yang, Z. R.; Wu, J.; Zheng, X. J.; Wang, Z. J.; Yang, R. Z. J.Power Sources 2015, 277, 161-168 10.1016/j.jpowsour.2014.12.018