Alloyed Co-Mo nitride as high-performance electrocatalyst for oxygen reduction in acidic medium

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 3, 2015, Pages 1857-1862

  Sun, Tao ^a   Wu, Qiang ^a   Che, Renchao ^b   Bu, Yongfeng ^a   Jiang, Yufei ^a   Li, Yi ^a   Yang, Lijun ^a   Wang, Xizhang ^a   Hu, Zheng ^a  

^a NANJING UNIVERSITY   (China)

^b FUDAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

acidic medium; alloyed Co Mo nitride; electrocatalysts; nonprecious metal; oxygen reduction reaction

Indexed keywords

COBALT; DOPING (ADDITIVES); ELECTROLYSIS; ELECTROLYTIC REDUCTION; FUEL CELLS; MOLYBDENUM; NITRIDES; OXYGEN; PRECIOUS METAL COMPOUNDS;

ACIDIC MEDIUMS; CO-MO NITRIDES; ENHANCED STABILITY; LARGE-SCALE APPLICATIONS; NITROGEN-DOPED CARBON NANOCAGES; NON-PRECIOUS METALS; ORR ELECTROCATALYSTS; OXYGEN REDUCTION REACTION;

ELECTROCATALYSTS;

EID: 84924266137     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs502029h     Document Type: Article

References (71)

1. Gasteiger, H. A.; Markovic, N. M. Science 2009, 324, 48-49 10.1126/science.1172083
2. Gewirth, A. A.; Thorum, M. S. Inorg. Chem. 2010, 49, 3557-3566 10.1021/ic9022486
3. Wu, J. B.; Yang, H. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1848-1857 10.1021/ar300359w
4. Chen, C.; Kang, Y. J.; Huo, Z. Y.; Zhu, Z. W.; Huang, W. Y.; Xin, H. L.; Snyder, J. D.; Li, D. G.; Herron, J. A.; Mavrikakis, M.; Chi, M. F.; More, K. L.; Li, Y. D.; Markovic, N. M.; Somorjai, G. A.; Yang, P. D.; Stamenkovic, V. R. Science 2014, 343, 1339-1343 10.1126/science.1249061
5. Lim, B. K.; Jiang, M. J.; Camargo, P. H. C.; Cho, E. C.; Tao, J.; Lu, X. M.; Zhu, Y. M.; Xia, Y. N. Science 2009, 324, 1302-1305 10.1126/science.1170377
6. Wang, D. L.; Xin, H. L.; Hovden, R.; Wang, H. S.; Yu, Y. C.; Muller, D. A.; DiSalvo, F. J.; Abruña, H. D. Nat. Mater. 2013, 12, 81-87 10.1038/nmat3458
7. Guo, S. J.; Li, D. G.; Zhu, H. Y.; Zhang, S.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R.; Sun, S. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 3465-3468 10.1002/anie.201209871
8. Zhang, L.; Iyyamperumal, R.; Yancey, F. Y.; Crooks, R. M.; Henkelman, G. ACS Nano 2013, 7, 9168-9172 10.1021/nn403788a
9. Negro, E.; Vezzù, K.; Bertasi, F.; Schiavuta, P.; Toniolo, L.; Polizzi, S.; Noto, V. D. ChemElectroChem 2014, 1, 1359-1369 10.1002/celc.201402041
10. Negro, E.; Schiavuta, P.; Vezzù, K.; Toniolo, L.; Cavinato, G.; Noto, V. D. Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 2828-2841 10.1016/j.ijhydene.2013.08.053
11. Negro, E.; Noto, V. D. J. Power Sources 2008, 178, 634-641 10.1016/j.jpowsour.2007.08.029
12. Jiang, S. J.; Ma, Y. W.; Jian, G. Q.; Tao, H. S.; Wang, X. Z.; Fan, Y. N.; Lu, Y. N.; Hu, Z.; Chen, Y. Adv. Mater. 2009, 21, 4953-4956 10.1002/adma.200900677
13. Morozan, A.; Jousselme, B.; Palacin, S. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1238-1254 10.1039/c0ee00601g
14. Yang, Z.; Nie, H. G.; Chen, X. A.; Chen, X. H.; Huang, S. M. J. Power Sources 2013, 236, 238-249 10.1016/j.jpowsour.2013.02.057
15. Liang, Y. Y.; Li, Y. G.; Wang, H. L.; Dai, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2013-2036 10.1021/ja3089923
16. Liang, Y. Y.; Li, Y. G.; Wang, H. L.; Zhou, J. G.; Wang, J.; Regier, T.; Dai, H. J. Nat. Mater. 2011, 10, 780-786 10.1038/nmat3087
17. Cheng, F. Y.; Shen, J.; Peng, B.; Pan, Y. D.; Tao, Z. L.; Chen, J. Nat. Chem. 2011, 3, 79-84 10.1038/nchem.931
18. Wu, Z. S.; Yang, S. B.; Sun, Y.; Parvez, K.; Feng, X. L.; Müllen, K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9082-9085 10.1021/ja3030565
19. Zhu, H. Y.; Zhang, S.; Huang, Y. X.; Wu, L. H.; Sun, S. H. Nano Lett. 2013, 13, 2947-2951 10.1021/nl401325u
20. Duan, J. J.; Chen, S.; Dai, S.; Qiao, S. Z. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 2072-2078 10.1002/adfm.201302940
21. Tan, Y. M.; Xu, C. F.; Chen, G. X.; Fang, X. L.; Zheng, N. F.; Xie, Q. J. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4584-4591 10.1002/adfm.201201244
22. Wang, D. W.; Su, D. S. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 576-591 10.1039/c3ee43463j
23. Gong, K. P.; Du, F.; Xia, Z. H.; Durstock, M.; Dai, L. M. Science 2009, 323, 760-764 10.1126/science.1168049
24. Yang, D. S.; Bhattacharjya, D.; Inamdar, S.; Park, J.; Yu, J. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16127-16130 10.1021/ja306376s
25. Yu, D. S.; Zhang, Q.; Dai, L. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15127-15129 10.1021/ja105617z
26. Wei, W.; Liang, H. W.; Parvez, K.; Zhang, X. D.; Feng, X. L.; Müllen, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 1570-1574 10.1002/anie.201307319
27. Liang, J.; Jiao, Y.; Jaroniec, M.; Qiao, S. Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 11496-11500 10.1002/anie.201206720
28. Chen, P.; Xiao, T. Y.; Qian, Y. H.; Li, S. S.; Yu, S. H. Adv. Mater. 2013, 25, 3192-3196 10.1002/adma.201300515
29. Ozaki, J. I.; Kimura, N.; Anahara, T.; Oya, A. Carbon 2007, 45, 1847-1853 10.1016/j.carbon.2007.04.031
30. Zhao, Y.; Yang, L. J.; Chen, S.; Wang, X. Z.; Ma, Y. M.; Wu, Q.; Jiang, Y. F.; Qian, W. J.; Hu, Z. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1201-1204 10.1021/ja310566z
31. 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
32. Naughton, M. S.; Brushett, F. R.; Kenis, P. J. A. J. Power Sources 2011, 196, 1762-1768 10.1016/j.jpowsour.2010.09.114
33. Tewari, A.; Sambhy, V.; Macdonald, M. U.; Sen, A. J. Power Sources 2006, 153, 1-10 10.1016/j.jpowsour.2005.03.192
34. Sandstede, G.; Cairns, E. J.; Bagotsky, V. S.; Wiesener, K. In Handbook of Fuel Cells; Wiley: Hoboken, NJ, 2010.
35. Noto, V. D.; Piga, M.; Giffin, G. A.; Negro, E.; Furlan, C.; Vezzù, K. ChemSusChem 2012, 5, 1758-1766 10.1002/cssc.201200118
36. Li, W. M.; Yu, A. P.; Higgins, D. C.; Llanos, B. G.; Chen, Z. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17056-17058 10.1021/ja106217u
37. Jahan, M.; Liu, Z. L.; Loh, K. P. Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5363-5372 10.1002/adfm.201300510
38. Zhang, W.; Shaikh, A. U.; Tsui, E. Y.; Swager, T. M. Chem. Mater. 2009, 21, 3234-3241 10.1021/cm900747t
39. Bashyam, R.; Zelenay, P. Nature 2006, 443, 63-66 10.1038/nature05118
40. Wu, G.; More, K. L.; Johnston, C. M.; Zelenay, P. Science 2011, 332, 443-447 10.1126/science.1200832
41. Lefèvre, M.; Proietti, E.; Jaouen, F.; Dodelet, J. P. Science 2009, 324, 71-74 10.1126/science.1170051
42. Zhao, D.; Shui, J. L.; Grabstanowicz, L. R.; Chen, C.; Commet, S. M.; Xu, T.; Lu, J.; Liu, D. J. Adv. Mater. 2014, 26, 1093-1097 10.1002/adma.201304238
43. Wang, H. L.; Liang, Y. Y.; Li, Y. G.; Dai, H. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10969-10972 10.1002/anie.201104004
44. Feng, Y. J.; He, T.; Vante, N. A. Chem. Mater. 2008, 20, 26-28 10.1021/cm7024763
45. Zhu, L.; Susac, D.; Teo, M.; Wong, K. C.; Wong, P. C.; Parsons, R. R.; Bizzotto, D.; Mitchell, K. A. R.; Campbell, S. A. J. Catal. 2008, 258, 235-242 10.1016/j.jcat.2008.06.016
46. Feng, Y. J.; He, T.; Vante, N. A. Electrochim. Acta 2009, 54, 5252-5256 10.1016/j.electacta.2009.03.052
47. Jirkovsky, J. S.; Björling, A.; Ahlberg, E. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 24436-24444 10.1021/jp307669k
48. Mahmood, N.; Zhang, C. Z.; Jiang, J.; Liu, F.; Hou, Y. L. Chem. Eur. J. 2013, 19, 5183-5190 10.1002/chem.201204549
49. Cao, B. F.; Veith, G. M.; Diaz, R. E.; Liu, J.; Stach, E. A.; Adzic, R. R.; Khalifah, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 10753-10757 10.1002/anie.201303197
50. Ando, T.; Izhar, S.; Tominaga, H.; Nagai, M. Electrochim. Acta 2010, 55, 2614-2621 10.1016/j.electacta.2009.12.039
51. Ishihara, A.; Doi, S.; Mitsushima, S.; Ota, K. I. Electrochim. Acta 2008, 53, 5442-5450 10.1016/j.electacta.2008.02.092
52. Qi, J.; Jiang, L. H.; Jiang, Q.; Wang, S. L.; Sun, G. Q. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 18159-18166 10.1021/jp102284s
53. Zhong, H. X.; Zhang, H. M.; Liu, G.; Liang, Y. M.; Hu, J. W.; Yi, B. L. Electrochem. Commun. 2006, 8, 707-712 10.1016/j.elecom.2006.02.020
54. Xia, D. G.; Liu, S. Z.; Wang, Z. Y.; Chen, G.; Zhang, L. J.; Zhang, L.; Hui, S. Q.; Zhang, J. J. J. Power Sources 2008, 177, 296-302 10.1016/j.jpowsour.2007.11.050
55. Chen, Z. W.; Higgins, D.; Yu, A. P.; Zhang, L.; Zhang, J. J. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3167-3192 10.1039/c0ee00558d
56. Wang, Q.; Zhou, Z. Y.; Lai, Y. J.; You, Y.; Liu, J. G.; Wu, X. L.; Terefe, E.; Chen, C.; Song, L.; Rauf, M.; Tian, N.; Sun, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10882-10885 10.1021/ja505777v
57. Lin, L.; Zhu, Q.; Xu, A. W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11027-11033 10.1021/ja504696r
58. Liang, H. W.; Wei, W.; Wu, Z. S.; Feng, X. L.; Müllen, K. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16002-16005 10.1021/ja407552k
59. Yuan, S. W.; Shui, J. L.; Grabstanowicz, L.; Chen, C.; Commet, S.; Reprogle, B.; Xu, T.; Yu, L. P.; Liu, D. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 8349-8353 10.1002/anie.201302924
60. Wu, Z. S.; Chen, L.; Liu, J. Z.; Parvez, K.; Liang, H. W.; Shu, J.; Sachdev, H.; Graf, R.; Feng, X. L.; Müllen, K. Adv. Mater. 2014, 26, 1450-1455 10.1002/adma.201304147
61. Parvez, K.; Yang, S. B.; Hernandez, Y.; Winter, A.; Turchanin, A.; Feng, X. L.; Müllen, K. ACS Nano 2012, 6, 9541-9550 10.1021/nn302674k
62. Byon, H. R.; Suntivich, J.; Horn, Y. S. Chem. Mater. 2011, 23, 3421-3428 10.1021/cm2000649
63. Wu, G.; Zelenay, P. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1878-1889 10.1021/ar400011z
64. Gao, M. R.; Jiang, J.; Yu, S. H. Small 2012, 8, 13-27 10.1002/smll.201101573
65. Chen, S.; Bi, J. Y.; Zhao, Y.; Yang, L. J.; Zhang, C.; Ma, Y. W.; Wu, Q.; Wang, X. Z.; Hu, Z. Adv. Mater. 2012, 24, 5593-5597 10.1002/adma.201202424
66. Yao, Z. W.; Zhang, X. H.; Peng, F.; Yu, H.; Wang, H. J.; Yang, J. J. Mater. Chem. 2011, 21, 6898-6902 10.1039/c1jm10833f
67. Hada, K.; Nagai, M.; Omi, S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4084-4093 10.1021/jp002133c
68. Becue, T.; Manoli, J. M.; Potvin, C.; Mariadassou, G. D. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 6429-6435 10.1021/jp9622492
69. Li, S.; Zhang, L.; Kim, J.; Pan, M.; Shi, Z.; Zhang, J. J. Electrochim. Acta 2010, 55, 7346-7353 10.1016/j.electacta.2010.07.020
70. Barreca, D.; Massignan, C.; Daolio, S.; Fabrizio, M.; Piccirillo, C.; Armelao, L.; Tondello, E. Chem. Mater. 2001, 13, 588-593 10.1021/cm001041x
71. Tominaga, H.; Nagai, M. Electrochim. Acta 2009, 54, 6732-6739 10.1016/j.electacta.2009.06.035