One-Dimensional RuO2/Mn2O3 Hollow Architectures as Efficient Bifunctional Catalysts for Lithium-Oxygen Batteries

Nano Letters

Volumn 16, Issue 3, 2016, Pages 2076-2083

  Yoon, Ki Ro ^a   Lee, Gil Yong ^a   Jung, Ji Won ^a   Kim, Nam Hoon ^a   Kim, Sang Ouk ^a   Kim, Il Doo ^a  

^a Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)   (South Korea)

Author keywords

Bifunctional; electrocatalysts; electrospinning; lithium oxygen batteries; manganese oxide; ruthenium oxide

Indexed keywords

CATALYSTS; ELECTRIC BATTERIES; ELECTROCATALYSTS; ELECTRODES; ELECTROLYTIC REDUCTION; ELECTROSPINNING; LITHIUM; MANGANESE; MANGANESE OXIDE; OXYGEN; REACTION KINETICS; RUTHENIUM ALLOYS; RUTHENIUM COMPOUNDS; SPINNING (FIBERS);

BI-FUNCTIONAL; BI-FUNCTIONAL CATALYSTS; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; ELECTROSPINNING PROCESS; LITHIUM-OXYGEN BATTERIES; OXYGEN EVOLUTION REACTION; OXYGEN REDUCTION REACTION; RUTHENIUM OXIDE;

LITHIUM BATTERIES;

EID: 84960472294     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b00185     Document Type: Article

References (49)

1. Armand, M.; Tarascon, J.-M. Nature 2008, 451, 652-657 10.1038/451652a
2. Bruce, P. G.; Freunberger, S. A.; Hardwick, L. J.; Tarascon, J.-M. Nat. Mater. 2012, 11, 19-29 10.1038/nmat3191
3. Kraytsberg, A.; Ein-Eli, Y. J. Power Sources 2011, 196, 886-893 10.1016/j.jpowsour.2010.09.031
4. Padbury, R.; Zhang, X. J. Power Sources 2011, 196, 4436-4444 10.1016/j.jpowsour.2011.01.032
5. Lu, Y.-C.; Xu, Z.; Gasteiger, H. A.; Chen, S.; Hamad-Schifferli, K.; Shao-Horn, Y. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12170-12171 10.1021/ja1036572
6. Kim, S. T.; Choi, N.-S.; Park, S.; Cho, J. Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1401030 10.1002/aenm.201401030
7. Lu, Y. C.; Gasteiger, H. A.; Shao-Horn, Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19048-19051 10.1021/ja208608s
8. Ryu, W. H.; Gittleson, F. S.; Schwab, M.; Goh, T.; Taylor, A. D. Nano Lett. 2015, 15, 434-441 10.1021/nl503760n
9. Debart, A.; Paterson, A. J.; Bao, J.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4521-4524 10.1002/anie.200705648
10. Yang, Y.; Sun, Q.; Li, Y.-S.; Li, H.; Fu, Z.-W. J. Power Sources 2013, 223, 312-318 10.1016/j.jpowsour.2012.09.052
11. Mitchell, R. R.; Gallant, B. M.; Thompson, C. V.; Shao-Horn, Y. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2952-2958 10.1039/c1ee01496j
12. Lim, H. D.; Park, K. Y.; Song, H.; Jang, E. Y.; Gwon, H.; Kim, J.; Kim, Y. H.; Lima, M. D.; Ovalle Robles, R.; Lepro, X.; Baughman, R. H.; Kang, K. Adv. Mater. 2013, 25, 1348-1352 10.1002/adma.201204018
13. Li, Y.; Wang, J.; Li, X.; Geng, D.; Li, R.; Sun, X. Chem. Commun. 2011, 47, 9438-9440 10.1039/c1cc13464g
14. Ryu, W. H.; Yoon, T. H.; Song, S. H.; Jeon, S.; Park, Y. J.; Kim, I. D. Nano Lett. 2013, 13, 4190-4197 10.1021/nl401868q
15. McCloskey, B. D.; Speidel, A.; Scheffler, R.; Miller, D. C.; Viswanathan, V.; Hummelshøj, J. S.; Nørskov, J. K.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 997-1001 10.1021/jz300243r
16. Ottakam Thotiyl, M. M.; Freunberger, S. A.; Peng, Z.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 494-500 10.1021/ja310258x
17. Park, S.-H.; Bak, S.-M.; Kim, K.-H.; Jegal, J.-P.; Lee, S.-I.; Lee, J.; Kim, K.-B. J. Mater. Chem. 2011, 21, 680-686 10.1039/C0JM01007C
18. Xie, J.; Yao, X.; Cheng, Q.; Madden, I. P.; Dornath, P.; Chang, C. C.; Fan, W.; Wang, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 4299-4303 10.1002/anie.201410786
19. Jang, H.; Zahoor, A.; Jeon, J. S.; Kim, P.; Lee, Y. S.; Nahm, K. S. J. Electrochem. Soc. 2015, 162, A300-A307 10.1149/2.0231503jes
20. Cao, Y. L.; Yang, H. X.; Ai, X. P.; Xiao, L. F. J. Electroanal. Chem. 2003, 557, 127-134 10.1016/S0022-0728(03)00355-3
21. Gyenge, E. d. L.; Drillet, J.-F. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, F23-F24 10.1149/2.061202jes
22. Cheng, H.; Scott, K. J. Power Sources 2010, 195, 1370-1374 10.1016/j.jpowsour.2009.09.030
23. Jung, H.-G.; Jeong, Y. S.; Sun, Y.-K.; Scrosati, B.; Lee, Y. J. ACS Nano 2013, 7, 3532-3539 10.1021/nn400477d
24. Yilmaz, E.; Yogi, C.; Yamanaka, K.; Ohta, T.; Byon, H. R. Nano Lett. 2013, 13, 4679-4684 10.1021/nl4020952
25. Jian, Z.; Liu, P.; Li, F.; He, P.; Guo, X.; Chen, M.; Zhou, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 442-446 10.1002/anie.201307976
26. Lee, Y.; Suntivich, J.; May, K. J.; Perry, E. E.; Shao-Horn, Y. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 399-404 10.1021/jz2016507
27. Sun, B.; Munroe, P.; Wang, G. Sci. Rep. 2013, 3, 2247 10.1038/srep02247
28. Harding, J. R.; Lu, Y. C.; Tsukada, Y.; Shao-Horn, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10540-10546 10.1039/c2cp41761h
29. Schroeder, M. A.; Pearse, A. J.; Kozen, A. C.; Chen, X.; Gregorczyk, K.; Han, X.; Cao, A.; Hu, L.; Lee, S. B.; Rubloff, G. W.; Noked, M. Chem. Mater. 2015, 27, 5305-5313 10.1021/acs.chemmater.5b01605
30. Ma, S.; Wu, Y.; Wang, J.; Zhang, Y.; Zhang, Y.; Yan, X.; Wei, Y.; Liu, P.; Wang, J.; Jiang, K.; Fan, S.; Xu, Y.; Peng, Z. Nano Lett. 2015, 15, 8084-8090 10.1021/acs.nanolett.5b03510
31. Ko, J. W.; Ryu, W. H.; Kim, I. D.; Park, C. B. Chem. Commun. 2013, 49, 9725-9727 10.1039/c3cc44564j
32. Peng, S.; Li, L.; Hu, Y.; Srinivasan, M.; Cheng, F.; Chen, J.; Ramakrishna, S. ACS Nano 2015, 9, 1945-1954 10.1021/nn506851x
33. Hwang, S. M.; Kim, S. Y.; Kim, J. G.; Kim, K. J.; Lee, J. W.; Park, M. S.; Kim, Y. J.; Shahabuddin, M.; Yamauchi, Y.; Kim, J. H. Nanoscale 2015, 7, 8351-8355 10.1039/C5NR01145K
34. Wu, J.; Zeng, D.; Wang, X.; Zeng, L.; Huang, Q.; Tang, G.; Xie, C. Langmuir 2014, 30, 11183-11189 10.1021/la5017559
35. Chou, J.-C.; Chen, Y.-L.; Yang, M.-H.; Chen, Y.-Z.; Lai, C.-C.; Chiu, H.-T.; Lee, C.-Y.; Chueh, Y.-L.; Gan, J.-Y. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 8753-8758 10.1039/c3ta11027c
36. Chen, L. Y.; Guo, X. W.; Han, J. H.; Liu, P.; Xu, X. D.; Hirata, A.; Chen, M. W. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 3620-3626 10.1039/C4TA05738D
37. Jang, J. S.; Kim, S. J.; Choi, S. J.; Kim, N. H.; Hakim, M.; Rothschild, A.; Kim, I. D. Nanoscale 2015, 7, 16417-16426 10.1039/C5NR04487A
38. Mou, F.; Guan, J. G.; Shi, W.; Sun, Z.; Wang, S. Langmuir 2010, 26, 15580-15585 10.1021/la102830p
39. Lee, J. S.; Park, G. S.; Lee, H. I.; Kim, S. T.; Cao, R.; Liu, M.; Cho, J. Nano Lett. 2011, 11, 5362-5366 10.1021/nl2029078
40. Zhang, J.; Zhao, Z.; Xia, Z.; Dai, L. Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 444-452 10.1038/nnano.2015.48
41. Tian, G. L.; Zhao, M. Q.; Yu, D.; Kong, X. Y.; Huang, J. Q.; Zhang, Q.; Wei, F. Small 2014, 10, 2251-2259 10.1002/smll.201303715
42. Liu, X.; Park, M.; Kim, M. G.; Gupta, S.; Wu, G.; Cho, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1-6 10.1002/anie.201503612
43. Dou, S.; Shen, A.; Tao, L.; Wang, S. Chem. Commun. 2014, 50, 10672-10675 10.1039/C4CC05055J
44. Leonard, N. D.; Barton, S. C. J. Electrochem. Soc. 2014, 161, H3100-H3105 10.1149/2.0161413jes
45. McCloskey, B. D.; Bethune, D. S.; Shelby, R. M.; Girishkumar, G.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1161-1166 10.1021/jz200352v
46. Lee, J.-S.; Tai Kim, S.; Cao, R.; Choi, N.-S.; Liu, M.; Lee, K. T.; Cho, J. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 34-50 10.1002/aenm.201000010
47. Wang, H.; Yang, Y.; Liang, Y.; Zheng, G.; Li, Y.; Cui, Y.; Dai, H. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7931-7935 10.1039/c2ee21746e
48. Adams, B. D.; Radtke, C.; Black, R.; Trudeau, M. L.; Zaghib, K.; Nazar, L. F. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1772-1778 10.1039/c3ee40697k
49. Wang, Z. L.; Xu, D.; Xu, J. J.; Zhang, X. B. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7746-7786 10.1039/C3CS60248F