A Review of Phosphide-Based Materials for Electrocatalytic Hydrogen Evolution

Advanced Energy Materials

Volumn 5, Issue 24, 2015, Pages

  Xiao, Peng ^a   Chen, Wei ^b   Wang, Xin ^a  

^a Nanyang Technological University   (Singapore)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

Author keywords

electrocatalysis; hydrogen evolution reaction; non noble metal catalysts; phosphides; water splitting

Indexed keywords

ELECTROCATALYSIS; ELECTROCATALYSTS; FREE ENERGY; GAS ADSORPTION; GIBBS FREE ENERGY; HYDROGEN PRODUCTION; INDIUM SULFIDE; PHOSPHORUS COMPOUNDS; PRECIOUS METALS; SULFUR COMPOUNDS;

ECONOMICAL PRODUCTION; HYDROGEN ADSORPTION; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; IMPROVED ACTIVITIES; NON-NOBLE METAL CATALYSTS; PHOSPHIDES; SYNTHETIC METHODOLOGY; WATER SPLITTING;

CATALYST ACTIVITY;

EID: 84957904301     PISSN: 16146832     EISSN: 16146840     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/aenm.201500985     Document Type: Article

References (100)

1. T. F. Jaramillo, K. P. Jørgensen, J. Bonde, J. H. Nielsen, S. Horch, I. Chorkendorff, Science 2007, 317, 100.
2. H. Tributsch, J. C. Bennett, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1977, 81, 97.
3. C. G. Morales-Guio, X. Hu, Acc. Chem. Res. 2014, 47, 2671.
4. Y. Yan, B. Xia, Z. Xu, X. Wang, ACS Catal. 2014, 4, 1693.
5. Y. Yu, S.-Y. Huang, Y. Li, S. N. Steinmann, W. Yang, L. Cao, Nano Lett. 2014, 14, 553.
6. a) M. A. Lukowski, A. S. Daniel, F. Meng, A. Forticaux, L. Li, S. Jin, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10274;
7. b) M. S. Faber, S. Jin, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3519.
8. a) Z. Wu, B. Fang, A. Bonakdarpour, A. Sun, D. P. Wilkinson, D. Wang, Appl. Catal. B Environ. 2012, 125, 59;
9. b) L. Cheng, W. Huang, Q. Gong, C. Liu, Z. Liu, Y. Li, H. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 7860;
10. c) D. Merki, X. Hu, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3878.
11. a) D. Kong, H. Wang, J. J. Cha, M. Pasta, K. J. Koski, J. Yao, Y. Cui, Nano Lett. 2013, 13, 1341;
12. b) H. Wang, D. Kong, P. Johanes, J. J. Cha, G. Zheng, K. Yan, N. Liu, Y. Cui, Nano Lett. 2013, 13, 3426;
13. c) D. Kong, H. Wang, Z. Lu, Y. Cui, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4897.
14. D. Kong, J. J. Cha, H. Wang, H. R. Lee, Y. Cui, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 3553.
15. a) A. B. Laursen, S. Kegnaes, S. Dahl, I. Chorkendorff, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5577;
16. b) M. Wang, L. Chen, L. Sun, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6763;
17. c) J. R. Mckone, S. C. Marinescu, B. S. Brunschwig, J. R. Winkler, H. B. Gray, Chem. Sci. 2014, 5, 865.
18. a) P. Liu, J. A. Rodriguez, T. Asakura, J. Gomes, K. Nakamura, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 4575;
19. b) S. T. Oyama, T. Gott, H. Y. Zhao, Y. K. Lee, Catal. Today 2009, 143, 94;
20. c) E. J. Popczun, J. R. Mckone, C. G. Read, A. J. Biacchi, A. M. Wiltrout, N. S. Lewis, R. E. Schaak, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9267.
21. a) J. K. Nørskov, T. Bligaard, A. Logadottir, J. R. Kitchin, J. G. Chen, S. Pandelov, U. Stimming, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, L33;
22. b) J. K. Nørskov, T. Bligaard, A. Logadottir, J. R. Kitchin, J. G. Chen, S. Pandelov, U. Stimming, J. Electrochem. Soc. 2005, 152, J23;
23. c) Y. Zheng, Y. Jiao, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 54, 52;
24. d) B. Hinnemann, P. G. Moses, J. Bonde, K. P. Jørgensen, J. H. Nielsen, S. Horch, I. Chorkendorff, J. K. Nørskov, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5308.
25. a) P. Liu, J. Rodriguez, Catal. Lett. 2003, 91, 247;
26. b) R. R. Chianelli, G. Berhault, P. Raybaud, S. Kasztelan, J. Hafner, H. Toulhoat, Appl. Catal. A Gen. 2002, 227, 83.
27. P. Clark, X. Wang, S. T. Oyama, J. Catal. 2002, 207, 256.
28. T. Todorova, R. Prins, T. Weber, J. Catal. 2005, 236, 190.
29. a) S. T. Oyama, J. Catal. 2003, 216, 343;
30. b) D. C. Phillips, S. J. Sawhill, R. Self, M. E. Bussell, J. Catal. 2002, 207, 266;
31. c) C. Stinner, R. Prins, T. Weber, J. Catal. 2001, 202, 187.
32. P. Xiao, M. Alam Sk, L. Thia, X. Ge, R. J. Lim, J.-Y. Wang, K. H. Lim, X. Wang, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2624.
33. a) J. Tian, Q. Liu, N. Cheng, A. M. Asiri, X. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9577;
34. b) Z. Huang, Z. Chen, Z. Chen, C. Lv, H. Meng, C. Zhang, ACS Nano 2014, 8, 8121.
35. J.-S. Moon, J.-H. Jang, E.-G. Kim, Y.-H. Chung, S. J. Yoo, Y.-K. Lee, J. Catal. 2015, 326, 92.
36. M. H. Hansen, L.-A. Stern, L. Feng, J. Rossmeisl, X. Hu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 10823.
37. a) S. Carenco, D. Portehault, C. Boissière, N. Mézailles, C. Sanchez, Chem. Rev. 2013, 113, 7981;
38. b) R. Prins, M. Bussell, Catal. Lett. 2012, 142, 1413.
39. a) S. C. Perera, G. Tsoi, L. E. Wenger, S. L. Brock, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13960;
40. b) K. A. Gregg, S. C. Perera, G. Lawes, S. Shinozaki, S. L. Brock, Chem. Mater. 2006, 18, 879.
41. A. E. Henkes, Y. Vasquez, R. E. Schaak, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1896.
42. E. Muthuswamy, P. R. Kharel, G. Lawes, S. L. Brock, ACS Nano 2009, 3, 2383.
43. H. Vrubel, T. Moehl, M. Gratzel, X. Hu, Chem. Commun. 2013, 49, 8985.
44. W.-F. Chen, J. T. Muckerman, E. Fujita, Chem. Commun. 2013, 49, 8896.
45. a) E. J. Popczun, C. G. Read, C. W. Roske, N. S. Lewis, R. E. Schaak, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 5427;
46. b) E. J. Popczun, C. W. Roske, C. G. Read, J. C. Crompton, J. M. Mcenaney, J. F. Callejas, N. S. Lewis, R. E. Schaak, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 5420.
47. J. M. Mcenaney, J. C. Crompton, J. F. Callejas, E. J. Popczun, A. J. Biacchi, N. S. Lewis, R. E. Schaak, Chem. Mater. 2014, 26, 4826.
48. J. Mcenaney, J. C. Crompton, J. Callejas, E. Popczun, C. Read, N. Lewis, R. Schaak, Chem. Commun. 2014, 50, 11026.
49. J. F. Callejas, J. M. Mcenaney, C. G. Read, J. C. Crompton, A. J. Biacchi, E. J. Popczun, T. R. Gordon, N. S. Lewis, R. E. Schaak, ACS Nano 2014, 8, 11101.
50. Z. Huang, Z. Chen, Z. Chen, C. Lv, M. G. Humphrey, C. Zhang, Nano Energy 2014, 9, 373.
51. J. F. Callejas, C. G. Read, E. J. Popczun, J. M. Mcenaney, R. E. Schaak, Chem. Mater. 2015, 27, 3769.
52. P. Liu, J. A. Rodriguez, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14871.
53. Y. Pan, Y. Liu, J. Zhao, K. Yang, J. Liang, D. Liu, W. Hu, D. Liu, Y. Liu, C. Liu, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 1656.
54. A. B. Laursen, K. R. Patraju, M. J. Whitaker, M. Retuerto, T. Sarkar, N. Yao, K. V. Ramanujachary, M. Greenblatt, G. C. Dismukes, Energy Environ. Sci. 2015, 8, 1027.
55. W. Li, B. Dhandapani, S. T. Oyama, Chem. Lett. 1998, 27, 207.
56. K. L. Stamm, J. C. Garno, G.-Y. Liu, S. L. Brock, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4038.
57. Z. Xing, Q. Liu, A. M. Asiri, X. Sun, Adv. Mater. 2014, 26, 5702.
58. J. N. Coleman, M. Lotya, A. O'neill, S. D. Bergin, P. J. King, U. Khan, K. Young, A. Gaucher, S. De, R. J. Smith, I. V. Shvets, S. K. Arora, G. Stanton, H.-Y. Kim, K. Lee, G. T. Kim, G. S. Duesberg, T. Hallam, J. J. Boland, J. J. Wang, J. F. Donegan, J. C. Grunlan, G. Moriarty, A. Shmeliov, R. J. Nicholls, J. M. Perkins, E. M. Grieveson, K. Theuwissen, D. W. Mccomb, P. D. Nellist, V. Nicolosi, Science 2011, 331, 568.
59. G. Eda, H. Yamaguchi, D. Voiry, T. Fujita, M. Chen, M. Chhowalla, Nano Lett. 2011, 11, 5111.
60. Z. Xing, Q. Liu, A. M. Asiri, X. Sun, ACS Catal. 2014, 5, 145.
61. a) J. Bai, X. Li, A. J. Wang, R. Prins, Y. Wang, J. Catal. 2013, 300, 197;
62. b) X. Duan, Y. Teng, A. Wang, V. M. Kogan, X. Li, Y. Wang, J. Catal. 2009, 261, 232.
63. J. Kibsgaard, T. F. Jaramillo, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 14433.
64. a) Q. X. Guan, W. Li, M. H. Zhang, K. Y. Tao, J. Catal. 2009, 263, 1;
65. b) Q. X. Guan, W. Li, J. Catal. 2010, 271, 413.
66. L. Feng, H. Vrubel, M. Bensimon, X. Hu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 5917.
67. S. Gu, H. Du, A. M. Asiri, X. Sun, C. M. Li, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 16909.
68. J. Tian, Q. Liu, A. M. Asiri, X. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7587.
69. P. Jiang, Q. Liu, Y. Liang, J. Tian, A. M. Asiri, X. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 12855.
70. a) W. Cui, Q. Liu, Z. Xing, A. M. Asiri, K. A. Alamry, X. Sun, Appl. Catal. B Environ. 2015, 164, 144;
71. b) P. Jiang, Q. Liu, C. Ge, W. Cui, Z. Pu, A. M. Asiri, X. Sun, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 14634;
72. c) Z. Zhang, B. Lu, J. Hao, W. Yang, J. Tang, Chem. Commun. 2014, 50, 11554.
73. R. Liu, S. Gu, H. Du, A. M. Asiri, C. Li, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 17263.
74. a) Z. Pu, Q. Liu, P. Jiang, A. M. Asiri, A. Y. Obaid, X. Sun, Chem. Mater. 2014, 26, 4326;
75. b) Z. Pu, Q. Liu, C. Tang, A. M. Asiri, X. Sun, Nanoscale 2014, 6, 11031;
76. c) Y. H. Liang, Q. Liu, A. M. Asiri, X. P. Sun, Y. L. Luo, ACS Catal. 2014, 4, 4065.
77. J. Tian, Q. Liu, Y. Liang, Z. Xing, A. M. Asiri, X. Sun, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 20579.
78. H. Du, Q. Liu, N. Cheng, A. M. Asiri, X. Sun, C. M. Li, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 14812.
79. Q. Liu, J. Tian, W. Cui, P. Jiang, N. Cheng, A. M. Asiri, X. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 6710.
80. L. B. Ma, X. P. Shen, H. Zhou, G. X. Zhu, Z. Y. Ji, K. M. Chen, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 5337.
81. M. Li, X. Liu, Y. Xiong, X. Bo, Y. Zhang, C. Han, L. Guo, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 4255.
82. Y. Feng, Y. Ouyang, L. Peng, H. Qiu, H. Wang, Y. Wang, J. Mater. Chem. A 2015, 10.1039/C5TA01103E.
83. T. Y. Wang, K. Z. Du, W. L. Liu, Z. W. Zhu, Y. H. Shao, M. X. Li, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 4368.
84. X. Chen, D. Wang, Z. Wang, P. Zhou, Z. Wu, F. Jiang, Chem. Commun. 2014, 50, 11683.
85. Z. Jin, P. Li, X. Huang, G. Zeng, Y. Jin, B. Zheng, D. Xiao, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 18593.
86. Q. Li, Z. Xing, A. M. Asiri, P. Jiang, X. Sun, Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 16806.
87. Z. Pu, Q. Liu, A. M. Asiri, X. Sun, ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 21874.
88. H. Du, S. Gu, R. Liu, C. M. Li, J. Power Sources 2015, 278, 540.
89. a) Y. Xie, H. L. Su, X. F. Qian, X. M. Liu, Y. T. Qian, J. Solid State Chem. 2000, 149, 88;
90. b) J. Jiang, C. Wang, J. Zhang, W. Wang, X. Zhou, B. Pan, K. Tang, J. Zuo, Q. Yang, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 499;
91. c) S. Sarkar, S. Sampath, Chem. Commun. 2014, 50, 7359;
92. d) A. R. J. Kucernak, V. N. N. Sundaram, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 17435.
93. a) A. Kurowski, J. W. Schultze, G. Staikov, Electrochem. Commun. 2002, 4, 565;
94. b) Y. Xu, X. M. Ge, B. Y. Du, C. Xu, Y. W. Wang, J. Z. Jiang, J. Electrochem. Soc. 2008, 155, D731.
95. N. Jiang, B. You, M. Sheng, Y. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 6251.
96. X. Zou, Y. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2015, DOI: 10.1039/C4CS00448E.
97. J. Xie, J. Zhang, S. Li, F. Grote, X. Zhang, H. Zhang, R. Wang, Y. Lei, B. Pan, Y. Xie, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17881.
98. J. Hao, W. Yang, Z. Zhang, J. Tang, Nanoscale 2015, 10.1039/C5NR01955A.
99. Z. Sun, Q. Yue, J. Li, J. Xu, H. Zheng, P. Du, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 10243.
100. X. Chen, L. Liu, P. Y. Yu, S. S. Mao, Science 2011, 331, 746.