Morphology and Active-Site Engineering for Stable Round-Trip Efficiency Li-O2 Batteries: A Search for the Most Active Catalytic Site in Co3O4

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 9, 2015, Pages 5116-5122

  Song, Kyeongse ^a   Cho, Eunbi ^a   Kang, Yong Mook ^a  

^a Dongguk University   (South Korea)

Author keywords

catalysts; cobalt oxides; electrochemistry; lithium peroxides; lithium oxygen batteries

Indexed keywords

CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; COBALT COMPOUNDS; CRYSTAL STRUCTURE; EFFICIENCY; ELECTROCHEMISTRY; ELECTROLYTIC REDUCTION; LITHIUM BATTERIES; LITHIUM-AIR BATTERIES; OXYGEN;

ADSORPTION PROPERTIES; CATALYTIC ACTIVE SITES; COBALT OXIDES; CYCLIC STABILITY; LITHIUM PEROXIDES; LITHIUM-OXYGEN BATTERIES; OXYGEN EVOLUTION REACTION; OXYGEN REDUCTION REACTION;

LITHIUM COMPOUNDS;

EID: 84941052393     PISSN: None     EISSN: 21555435     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b01196     Document Type: Article

References (63)

1. Hoffmann, M. R.; Martin, S. T.; Choi, W.; Bahnemann, D. W. Chem. Rev. 1995, 95, 69-96 10.1021/cr00033a004
2. Wang, Z. L.; Song, J. Science 2006, 312, 242-246 10.1126/science.1124005
3. Lu, A.-H.; Salabas, E. L.; Schüth, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 1222-1244 10.1002/anie.200602866
4. Ando, M.; Kadono, K.; Haruta, M.; Sakaguchi, T.; Miya, M. Nature 1994, 374, 625-627 10.1038/374625a0
5. Poizot, P.; Laruelle, S.; Grugeon, S.; Dupont, L.; Tarascon, J. M. Nature 2000, 407, 496-499 10.1038/35035045
6. Yang, P.; Zhao, D.; Margolese, D. I.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Nature 1998, 396, 152-155 10.1038/24132
7. Matsumoto, Y.; Murakami, M.; Shono, T.; Hasegawa, T.; Fukumura, T.; Kawasaki, M.; Ahmet, P.; Chikyow, T.; Koshihara, S.; Koinuma, H. Science 2001, 291, 854-856 10.1126/science.1056186
8. Terasaki, I.; Sasago, Y.; Uchinokura, K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1997, 56, R12685-R12687 10.1103/PhysRevB.56.R12685
9. Vayssieres, L. Adv. Mater. 2003, 15, 464-466 10.1002/adma.200390108
10. Song, K.; Seo, D.-H.; Jo, M. R.; Kim, Y.-I.; Kang, K.; Kang, Y. M. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 1368-1373 10.1021/jz5002924
11. Song, K.; Yoo, S.; Kang, K.; Heo, H.; Kang, Y.-M.; Jo, M.-H. J. Power Sources 2013, 229, 229-233 10.1016/j.jpowsour.2012.12.002
12. Comini, E. Anal. Chim. Acta 2006, 568, 28-40 10.1016/j.aca.2005.10.069
13. Beydoun, D.; Amal, R.; Low, G. K.-C.; McEvoy, S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4387-4396 10.1021/jp992088c
14. Ando, M.; Kobayashi, T.; Iijima, S.; Haruta, M. J. Mater. Chem. 1997, 7, 1779-1783 10.1039/a700125h
15. Li, Y.; Tan, B.; Wu, Y. Nano Lett. 2008, 8, 265-270 10.1021/nl0725906
16. Hutchins, M. G.; Wright, P. J.; Grebenik, P. D. Sol. Energy Mater. 1987, 16, 113-131 10.1016/0165-1633(87)90013-X
17. Salunkhe, R. R.; Tang, J.; Kamachi, Y.; Nakato, T.; Kim, J. H.; Yamauchi, Y. ACS Nano 2015, 9, 6288-6296 10.1021/acsnano.5b01790
18. Roth, W. L. J. Phys. Chem. Solids 1964, 25, 1-10 10.1016/0022-3697(64)90156-8
19. Zakaria, M. B.; Hu, M.; Imura, M.; Salunkhe, R. R.; Umezawa, N.; Hamoudi, H.; Belik, A. A.; Yamauchi, Y. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 17375-17384 10.1002/chem.201404054
20. Tan, S.; Moro-Oka, Y.; Ozaki, A. J. Catal. 1970, 17, 132-142 10.1016/0021-9517(70)90086-2
21. Xie, X.; Li, Y.; Liu, Z.-Q.; Haruta, M.; Shen, W. Nature 2009, 458, 746-749 10.1038/nature07877
22. Yan, N.; Chen, Q.; Wang, F.; Wang, Y.; Zhong, H.; Hu, L. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 637-643 10.1039/C2TA00132B
23. Hu, L.; Sun, K.; Peng, Q.; Xu, B.; Li, Y. Nano Res. 2010, 3, 363-368 10.1007/s12274-010-1040-2
24. Wang, H.; Teng, Y.; Radhakrishnan, L.; Nemoto, Y.; Imura, M.; Shimakawa, Y.; Yamauchi, Y. J. Nanosci. Nanotechnol. 2011, 11, 3843-3850 10.1166/jnn.2011.3836
25. Xue, L.; Zhang, C.; He, H.; Teraoka, Y. Appl. Catal., B 2007, 75, 167-174 10.1016/j.apcatb.2007.04.013
26. Ayoub, M.; Irfan, M. F.; Abdullah, A. Z. Environ. Prog. Sustainable Energy 2012, 31, 553-557 10.1002/ep.10577
27. Zafeiratos, S.; Dintzer, T.; Teschner, D.; Blume, R.; Hävecker, M.; Knop-Gericke, A.; Schlögl, R. J. Catal. 2010, 269, 309-317 10.1016/j.jcat.2009.11.013
28. Hu, L.; Peng, Q.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16136-16137 10.1021/ja806400e
29. Jiang, S.; Song, S. Appl. Catal., B 2013, 140, 1-8 10.1016/j.apcatb.2013.03.040
30. Li, Y.; Shen, W. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 1543-1574 10.1039/C3CS60296F
31. Xie, X.; Shen, W. Nanoscale 2009, 1, 50-60 10.1039/b9nr00155g
32. Xiao, J.; Kuang, Q.; Yang, S.; Xiao, F.; Wang, S.; Guo, L. Sci. Rep. 2013, 3, 2300-2307 10.1038/srep02300
33. Sun, H.; Ang, H. M.; Tadé, M. O.; Wang, S. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 14427-14442 10.1039/c3ta12960h
34. Li, L.; Chai, S.-H.; Dai, S.; Manthiram, A. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2630-2636 10.1039/C4EE00814F
35. Beattie, S. D.; Manolescu, D. M.; Blair, S. L. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, A44-A47 10.1149/1.3005989
36. Rioux, R. M.; Song, H.; Hoefelmeyer, J. D.; Yang, P.; Somorjai, G. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2192-2202 10.1021/jp048867x
37. Zhang, B.; Wang, D.; Hou, Y.; Yang, S.; Yang, X. H.; Zhong, J. H.; Liu, J.; Wang, H. F.; Hu, P.; Zhao, H. J.; Yang, H. G. Sci. Rep. 2013, 3, 1836 10.1038/srep01836
38. Su, D.; Ford, M.; Wang, G. Sci. Rep. 2012, 2, 924 10.1038/srep00924
39. Wang, J. X.; Inada, H.; Wu, L.; Zhu, Y.; Choi, Y. M.; Liu, P.; Zhou, W.-P.; Adzic, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17298-17302 10.1021/ja9067645
40. Russell, A. J.; Fersht, A. R. Nature 1987, 328, 496-500 10.1038/328496a0
41. Kauffman, D. R.; Alfonso, D.; Matranga, C.; Ohodnicki, P.; Deng, X.; Siva, R. C.; Zeng, C.; Jin, R. Chem. Sci. 2014, 5, 3151-3157 10.1039/c4sc00997e
42. Radin, M. D.; Siegel, D. J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2370-2379 10.1039/c3ee41632a
43. Stamenkovic, V. R.; Mun, B. S.; Mayrhofer, K. J. J.; Ross, P. N.; Markovic, N. M.; Rossmeisl, J.; Greeley, J.; Nørskov, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2897-2901 10.1002/anie.200504386
44. Bruce, P. G.; Freunberger, S. A.; Hardwick, L. J.; Tarascon, J.-M. Nat. Mater. 2012, 11, 19-29 10.1038/nmat3191
45. Park, M.; Sun, H.; Lee, H.; Lee, J.; Cho, J. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 780-800 10.1002/aenm.201200020
46. Lu, Y.-C.; Kwabi, D. G.; Yao, K. P. C.; Harding, J. R.; Zhou, J.; Zuin, L.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2999-3007 10.1039/c1ee01500a
47. Zhang, S. S.; Foster, D.; Read, J. J. Power Sources 2010, 195, 1235-1240 10.1016/j.jpowsour.2009.08.088
48. Debart, A.; Paterson, A. J.; Bao, J.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4521-4524 10.1002/anie.200705648
49. Debart, A.; Bao, J.; Armstrong, G.; Bruce, P. G. J. Power Sources 2007, 174, 1177-1182 10.1016/j.jpowsour.2007.06.180
50. Choi, R.; Jung, J.; Kim, G.; Song, K.; Kim, Y.-I.; Jung, S. C.; Han, Y.-K.; Song, H.; Kang, Y.-M. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1362-1368 10.1039/c3ee43437k
51. Song, K.; Jung, J.; Heo, Y.-U.; Lee, Y. C.; Cho, K.; Kang, Y.-M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 20075-20079 10.1039/c3cp53754d
52. Jung, J.; Song, K.; Bae, D. R.; Lee, S. W.; Lee, G.; Kang, Y.-M. Nanoscale 2013, 5, 11845-11849 10.1039/c3nr04502a
53. Kim, B. G.; Kim, H.-J.; Back, S.; Nam, K. W.; Jung, Y.; Han, Y.-K.; Choi, J. W. Sci. Rep. 2014, 4, 4225 10.1038/srep04225
54. Debart, A.; Bao, J.; Armstrong, G.; Bruce, P. G. J. Power Sources 2007, 174, 1177-1182 10.1016/j.jpowsour.2007.06.180
55. Gallant, B. M.; Kwabi, D. G.; Mitchell, R. R.; Zhou, J.; Thompson, C. V.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2518-2528 10.1039/c3ee40998h
56. Mitchell, R. R.; Gallant, B. M.; Shao-Horn, Y.; Thompson, C. V. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1060-1064 10.1021/jz4003586
57. Zhong, L.; Mitchell, R.; Liu, Y.; Gallant, B.; Thompson, C. V.; Huang, J. Y.; Mao, S.; Shao-Horn, Y. Nano Lett. 2013, 13, 2209-2214 10.1021/nl400731w
58. Mitchell, R. R.; Gallant, B. M.; Shao-Horn, Y.; Thompson, C. V. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1060-1064 10.1021/jz4003586
59. Oh, S. H.; Black, R.; Pomerantseva, E.; Lee, J.-H.; Nazar, L. F. Nat. Chem. 2012, 4, 1004-1010 10.1038/nchem.1499
60. Hummelshøj, J. S.; Luntz, A. C.; Nørskov, J. K. J. Chem. Phys. 2013, 138, 034703 10.1063/1.4773242
61. Liu, D.; Wang, X.; Wang, X.; Tian, W.; Bando, Y.; Golberg, D. Sci. Rep. 2013, 3, 2543-2548 10.1038/srep02543
62. Xiao, X.; Liu, X.; Zhao, H.; Chen, D.; Liu, F.; Xiang, J.; Hu, Z.; Li, Y. Adv. Mater. 2012, 24, 5762-5766 10.1002/adma.201202271
63. Momma, K.; Izumi, F. J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 653-658 10.1107/S0021889808012016