Rational design of graphitic carbon based nanostructures for advanced electrocatalysis

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 4, Issue 22, 2016, Pages 8497-8511

  Zhang, Jintao ^a   Li, Hongliang ^b   Guo, Peizhi ^b   Ma, Houyi ^a   Zhao, X S ^b,c  

^a SHANDONG UNIVERSITY   (China)

^b QINGDAO UNIVERSITY   (China)

^c UNIVERSITY OF QUEENSLAND   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON DIOXIDE; CATALYSIS; CATALYSTS; ELECTROCATALYSIS; ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYTIC REDUCTION; ENERGY CONVERSION; HYDROGEN STORAGE; NONMETALS; POLLUTION CONTROL; SURFACE TREATMENT;

CARBON DIOXIDE REDUCTION; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; ELECTROCATALYST SUPPORT; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; ELECTROCATALYTIC REACTIONS; ENERGY CONVERSION AND STORAGES; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; OXYGEN REDUCTION AND EVOLUTION REACTIONS;

DESIGN;

EID: 84973402923     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c6ta01657j     Document Type: Review

References (115)

1. J. Qiao Y. Liu F. Hong J. Zhang Chem. Soc. Rev. 2014 43 631 675
2. X. Mao T. A. Hatton Ind. Eng. Chem. Res. 2015 54 4033 4042
3. B. Dunn H. Kamath J.-M. Tarascon Science 2011 334 928 935
4. S. Gao Y. Lin X. Jiao Y. Sun Q. Luo W. Zhang D. Li J. Yang Y. Xie Nature 2016 529 68 71
5. J. Wu R. M. Yadav M. Liu P. P. Sharma C. S. Tiwary L. Ma X. Zou X.-D. Zhou B. I. Yakobson J. Lou P. M. Ajayan ACS Nano 2015 9 5364 5371
6. D. S. Su G. Sun Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 11570 11572
7. I. Katsounaros S. Cherevko A. R. Zeradjanin K. J. J. Mayrhofer Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 102 121
8. M. Gong H. Dai Nano Res. 2014 8 23 39
9. Z.-S. Wu S. Yang Y. Sun K. Parvez X. Feng K. Müllen J. Am. Chem. Soc. 2012 134 9082 9085
10. H.-W. Liang W. Wei Z.-S. Wu X. Feng K. Müllen J. Am. Chem. Soc. 2013 135 16002 16005
11. E. J. Lim S. M. Choi M. H. Seo Y. Kim S. Lee W. B. Kim Electrochem. Commun. 2013 28 100 103
12. M. H. Seo S. M. Choi E. J. Lim I. H. Kwon J. K. Seo S. H. Noh W. B. Kim B. Han ChemSusChem 2014 7 2609 2620
13. M. H. Seo S. M. Choi J. K. Seo S. H. Noh W. B. Kim B. Han Appl. Catal., B 2013 129 163 171
14. W.-F. Chen J. T. Muckerman E. Fujita Chem. Commun. 2013 49 8896 8909
15. C. Zhu H. Li S. Fu D. Du Y. Lin Chem. Soc. Rev. 2016 45 517 531
16. J. G. Kim Y. Kim Y. Noh W. B. Kim ChemSusChem 2015 8 1752 1760
17. F. Liu S. Song D. Xue H. Zhang Adv. Mater. 2012 24 1089 1094
18. H. A. Gasteiger S. S. Kocha B. Sompalli F. T. Wagner Appl. Catal., B 2005 56 9 35
19. S. Zhang Y. Shao G. Yin Y. Lin J. Mater. Chem. A 2013 1 4631 4641
20. J. Suntivich H. A. Gasteiger N. Yabuuchi H. Nakanishi J. B. Goodenough Y. Shao-Horn Nat. Chem. 2011 3 546 550
21. W. T. Hong M. Risch K. A. Stoerzinger A. Grimaud J. Suntivich Y. Shao-Horn Energy Environ. Sci. 2015 8 1404 1427
22. I. C. Man H.-Y. Su F. Calle-Vallejo H. A. Hansen J. I. Martínez N. G. Inoglu J. Kitchin T. F. Jaramillo J. K. Nørskov J. Rossmeisl ChemCatChem 2011 3 1159 1165
23. M. S. Faber S. Jin Energy Environ. Sci. 2014 7 3519 3542
24. T. Y. Ma J. Ran S. Dai M. Jaroniec S. Z. Qiao Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 4646 4650
25. M. Zhou H. L. Wang S. Guo Chem. Soc. Rev. 2016 45 1273 1307
26. N. Daems X. Sheng I. F. J. Vankelecom P. P. Pescarmona J. Mater. Chem. A 2014 2 4085 4110
27. J. Yang H. Sun H. Liang H. Ji L. Song C. Gao H. Xu Adv. Mater. 2016 10.1002/adma.201505855
28. P. K. Chu L. Li Mater. Chem. Phys. 2006 96 253 277
29. D. A. C. Brownson D. K. Kampouris C. E. Banks J. Power Sources 2011 196 4873 4885
30. K. Gong F. Du Z. Xia M. Durstock L. Dai Science 2009 323 760 764
31. D. Guo R. Shibuya C. Akiba S. Saji T. Kondo J. Nakamura Science 2016 351 361 365
32. L. Dai Y. Xue L. Qu H.-J. Choi J.-B. Baek Chem. Rev. 2015 115 4823 4892
33. J. Zhang Z. Xia L. Dai Sci. Adv. 2015 1 e1500564
34. J. Liu Y. Liu N. Liu Y. Han X. Zhang H. Huang Y. Lifshitz S.-T. Lee J. Zhong Z. Kang Science 2015 347 970 974
35. M.-M. Titirici R. J. White N. Brun V. L. Budarin D. S. Su F. del Monte J. H. Clark M. J. MacLachlan Chem. Soc. Rev. 2015 44 250 290
36. N. Fechler T.-P. Fellinger M. Antonietti Adv. Mater. 2013 25 75 79
37. L. Qu Y. Liu J.-B. Baek L. Dai ACS Nano 2010 4 1321 1326
38. J. Zhang Z. Zhao Z. Xia L. Dai Nat. Nanotechnol. 2015 10 444 452
39. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications, John Wiley & Sons, Inc., 2012
40. J. K. Nørskov J. Rossmeisl A. Logadottir L. Lindqvist J. R. Kitchin T. Bligaard H. Jónsson J. Phys. Chem. B 2004 108 17886 17892
41. A. Lavacchi, H. Miller and F. Vizza, in Nanotechnology in Electrocatalysis for Energy, Springer, New York, 2013, pp. 25-61
42. T. Shinagawa A. T. Garcia-Esparza K. Takanabe Sci. Rep. 2015 5 13801
43. Y. Li W. Zhou H. Wang L. Xie Y. Liang F. Wei J.-C. Idrobo S. J. Pennycook H. Dai Nat. Nanotechnol. 2012 7 394 400
44. D.-W. Wang D. Su Energy Environ. Sci. 2014 7 576 591
45. X. Ge A. Sumboja D. Wuu T. An B. Li F. W. T. Goh T. S. A. Hor Y. Zong Z. Liu ACS Catal. 2015 5 4643 4667
46. J. C. Byers A. G. Güell P. R. Unwin J. Am. Chem. Soc. 2014 136 11252 11255
47. A. Shen Y. Zou Q. Wang R. A. W. Dryfe X. Huang S. Dou L. Dai S. Wang Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 10804 10808
48. M. Li L. Zhang Q. Xu J. Niu Z. Xia J. Catal. 2014 314 66 72
49. T. Sharifi G. Hu X. Jia T. Wågberg ACS Nano 2012 6 8904 8912
50. G. Tuci C. Zafferoni P. D'Ambrosio S. Caporali M. Ceppatelli A. Rossin T. Tsoufis M. Innocenti G. Giambastiani ACS Catal. 2013 3 2108 2111
51. L. Yu X. Pan X. Cao P. Hu X. Bao J. Catal. 2011 282 183 190
52. Z. Zhao M. Li L. Zhang L. Dai Z. Xia Adv. Mater. 2015 27 6834 6840
53. Y. Jiao Y. Zheng M. Jaroniec S. Z. Qiao J. Am. Chem. Soc. 2014 136 4394 4403
54. J. Zhao Z. Chen J. Phys. Chem. C 2015 119 26348 26354
55. K. Qu Y. Zheng S. Dai S. Z. Qiao Nano Energy 2016 19 373 381
56. W. Ding Z. Wei S. Chen X. Qi T. Yang J. Hu D. Wang L.-J. Wan S. F. Alvi L. Li Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 11755 11759
57. J. Liang Y. Zheng J. Chen J. Liu D. Hulicova-Jurcakova M. Jaroniec S. Z. Qiao Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 3892 3896
58. R. Liu D. Wu X. Feng K. Müllen Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 2565 2569
59. J. P. Paraknowitsch A. Thomas Energy Environ. Sci. 2013 6 2839 2855
60. T.-N. Ye L.-B. Lv X.-H. Li M. Xu J.-S. Chen Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 6905 6909
61. H. Metiu S. Chrétien Z. Hu B. Li X. Sun J. Phys. Chem. C 2012 116 10439 10450
62. Y. Zhao L. Yang S. Chen X. Wang Y. Ma Q. Wu Y. Jiang W. Qian Z. Hu J. Am. Chem. Soc. 2013 135 1201 1204
63. A. Rubio Nat. Mater. 2010 9 379 380
64. L. Song Z. Liu A. L. M. Reddy N. T. Narayanan J. Taha-Tijerina J. Peng G. Gao J. Lou R. Vajtai P. M. Ajayan Adv. Mater. 2012 24 4878 4895
65. L. Ci L. Song C. Jin D. Jariwala D. Wu Y. Li A. Srivastava Z. F. Wang K. Storr L. Balicas F. Liu P. M. Ajayan Nat. Mater. 2010 9 430 435
66. H. Khalfoun P. Hermet L. Henrard S. Latil Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010 81 193411
67. X. Fan W. T. Zheng J.-L. Kuo RSC Adv. 2013 3 5498 5505
68. J. Liang Y. Jiao M. Jaroniec S. Z. Qiao Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 11496 11500
69. S. Chen J. Bi Y. Zhao L. Yang C. Zhang Y. Ma Q. Wu X. Wang Z. Hu Adv. Mater. 2012 24 5593 5597
70. Q. Liang Z. Li X. Yu Z.-H. Huang F. Kang Q.-H. Yang Adv. Mater. 2015 27 4634 4639
71. Q. Liang Z. Li Z.-H. Huang F. Kang Q.-H. Yang Adv. Funct. Mater. 2015 25 6885 6892
72. Y. Zheng Y. Jiao J. Chen J. Liu J. Liang A. Du W. Zhang Z. Zhu S. C. Smith M. Jaroniec G. Q. Lu S. Z. Qiao J. Am. Chem. Soc. 2011 133 20116 20119
73. F. D. R. Jaouen J. Herranz M. Lefèvre J.-P. Dodelet U. I. Kramm I. Herrmann P. Bogdanoff J. Maruyama T. Nagaoka A. Garsuch J. R. Dahn T. Olson S. Pylypenko P. Atanassov E. A. Ustinov ACS Appl. Mater. Interfaces 2009 1 1623 1639
74. Y. Zheng Y. Jiao L. H. Li T. Xing Y. Chen M. Jaroniec S. Z. Qiao ACS Nano 2014 8 5290 5296
75. C. Huang C. Chen M. Zhang L. Lin X. Ye S. Lin M. Antonietti X. Wang Nat. Commun. 2015 6 7698
76. L. Wang F. Yin C. Yao Int. J. Hydrogen Energy 2014 39 15913 15919
77. G.-L. Tian M.-Q. Zhao D. Yu X.-Y. Kong J.-Q. Huang Q. Zhang F. Wei Small 2014 10 2251 2259
78. G.-L. Tian Q. Zhang B. Zhang Y.-G. Jin J.-Q. Huang D. S. Su F. Wei Adv. Funct. Mater. 2014 24 5956 5961
79. Y. Zheng Y. Jiao L. Ge M. Jaroniec S. Z. Qiao Angew. Chem., Int. Ed. 2013 125 3192 3198
80. M. Armand J. M. Tarascon Nature 2008 451 652 657
81. R. Black B. Adams L. F. Nazar Adv. Energy Mater. 2012 2 801 815
82. Y. Shao F. Ding J. Xiao J. Zhang W. Xu S. Park J.-G. Zhang Y. Wang J. Liu Adv. Funct. Mater. 2013 23 987 1004
83. S. Guo S. Zhang S. Sun Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 8526 8544
84. N.-S. Choi Z. Chen S. A. Freunberger X. Ji Y.-K. Sun K. Amine G. Yushin L. F. Nazar J. Cho P. G. Bruce Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 9994 10024
85. L. Dai D. W. Chang J.-B. Baek W. Lu Small 2012 8 1130 1166
86. A. Kraytsberg Y. Ein-Eli Nano Energy 2013 2 468 480
87. T. Y. Ma J. Ran S. Dai M. Jaroniec S. Z. Qiao Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 4646 4650
88. X. Yu M. Zhang J. Chen Y. Li G. Shi Adv. Energy Mater. 2016 6 1501492
89. K. Sakaushi T.-P. Fellinger M. Antonietti ChemSusChem 2015 8 1156 1160
90. H. Huang J. Zhu W. Zhang C. S. Tiwary J. Zhang X. Zhang Q. Jiang H. He Y. Wu W. Huang P. M. Ajayan Q. Yan Chem. Mater. 2016 28 1737 1745
91. Y. Liu H. Yu X. Quan S. Chen H. Zhao Y. Zhang Sci. Rep. 2014 4 6843
92. L. Wei H. E. Karahan K. Goh W. Jiang D. Yu O. Birer R. Jiang Y. Chen J. Mater. Chem. A 2015 3 7210 7214
93. X. Ge A. Sumboja D. Wuu T. An B. Li F. W. T. Goh T. S. A. Hor Y. Zong Z. Liu ACS Catal. 2015 5 4643 4667
94. J. Zhang L. Qu G. Shi J. Liu J. Chen L. Dai Angew. Chem., Int. Ed. 2016 55 2230 2234
95. D. Deng L. Yu X. Chen G. Wang L. Jin X. Pan J. Deng G. Sun X. Bao Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 371 375
96. J. Deng P. Ren D. Deng X. Bao Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 2100 2104
97. X. Zou X. Huang A. Goswami R. Silva B. R. Sathe E. Mikmeková T. Asefa Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 4372 4376
98. H. Zhang Z. Ma J. Duan H. Liu G. Liu T. Wang K. Chang M. Li L. Shi X. Meng K. Wu J. Ye ACS Nano 2016 10 684 694
99. Y. Zhao F. Zhao X. Wang C. Xu Z. Zhang G. Shi L. Qu Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 13934 13939
100. Z. Chen D. Cummins B. N. Reinecke E. Clark M. K. Sunkara T. F. Jaramillo Nano Lett. 2011 11 4168 4175
101. 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 17888
102. J. Kibsgaard Z. Chen B. N. Reinecke T. F. Jaramillo Nat. Mater. 2012 11 963 969
103. Y. Zheng Y. Jiao Y. Zhu L. H. Li Y. Han Y. Chen A. Du M. Jaroniec S. Z. Qiao Nat. Commun. 2014 5 3783
104. J. Duan S. Chen M. Jaroniec S. Z. Qiao ACS Nano 2015 9 931 940
105. Y. Hori K. Kikuchi S. Suzuki Chem. Lett. 1985 14 1695 1698
106. R. Kortlever J. Shen K. J. P. Schouten F. Calle-Vallejo M. T. M. Koper J. Phys. Chem. Lett. 2015 6 4073 4082
107. Q. Lu J. Rosen F. Jiao ChemCatChem 2015 7 38 47
108. B. R. Eggins J. McNeill J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1983 148 17 24
109. B. R. Eggins E. M. Bennett E. A. McMullan J. Electroanal. Chem. 1996 408 165 171
110. B. Kumar M. Asadi D. Pisasale S. Sinha-Ray B. A. Rosen R. Haasch J. Abiade A. L. Yarin A. Salehi-Khojin Nat. Commun. 2013 4 2819
111. S. Zhang P. Kang S. Ubnoske M. K. Brennaman N. Song R. L. House J. T. Glass T. J. Meyer J. Am. Chem. Soc. 2014 136 7845 7848
112. J. Wu R. M. Yadav M. Liu P. P. Sharma C. S. Tiwary L. Ma X. Zou X. D. Zhou B. I. Yakobson J. Lou P. M. Ajayan ACS Nano 2015 9 5364 5371
113. J. Wu M. Liu P. P. Sharma R. M. Yadav L. Ma Y. Yang X. Zou X. D. Zhou R. Vajtai B. I. Yakobson J. Lou P. M. Ajayan Nano Lett. 2016 16 466 470
114. P. P. Sharma J. Wu R. M. Yadav M. Liu C. J. Wright C. S. Tiwary B. I. Yakobson J. Lou P. M. Ajayan X.-D. Zhou Angew. Chem., Int. Ed. 2015 54 13701 13705
115. N. Sreekanth M. A. Nazrulla T. V. Vineesh K. Sailaja K. L. Phani Chem. Commun. 2015 51 16061 16064