Phosphorus-Doped Perovskite Oxide as Highly Efficient Water Oxidation Electrocatalyst in Alkaline Solution

Advanced Functional Materials

Volumn 26, Issue 32, 2016, Pages 5862-5872

  Zhu, Yinlong ^a   Zhou, Wei ^a   Sunarso, Jaka ^b   Zhong, Yijun ^a   Shao, Zongping ^a,b  

^a NANJING TECH UNIVERSITY   (China)

^b CURTIN UNIVERSITY   (Australia)

Author keywords

A site deficiency; non metal element doping; oxygen evolution reaction; perovskite; water splitting

Indexed keywords

CATALYST ACTIVITY; CHEMICAL ACTIVATION; COST EFFECTIVENESS; DURABILITY; ELECTROCATALYSTS; METALS; SUPERCONDUCTING MATERIALS;

A-SITE DEFICIENCIES; ACCELERATED DURABILITY TESTS; ELECTRICAL CONDUCTIVITY; ELECTROCHEMICAL SURFACE AREA; METAL-BASED CATALYSTS; OXYGEN EVOLUTION REACTION; TETRAGONAL PEROVSKITES; WATER SPLITTING;

PEROVSKITE;

EID: 84978204588     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201601902     Document Type: Article

References (83)

1. S. Chu, A. Majumdar, Nature 2012, 488, 294.
2. N. S. Lewis, D. G. Nocera, Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15729.
3. T. E. Mallouk, Nat. Chem. 2013, 5, 362.
4. F. A. Frame, T. K. Townsend, R. L. Chamousis, E. M. Sabio, T. Dittrich, N. D. Browning, F. E. Osterloh, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7264;
5. V. Petrykin, K. Macounova, O. A. Shlyakhtin, P. Krtil, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 4813.
6. P. Steegstra, M. Busch, I. Panas, E. Ahlberg, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 20975;
7. Y. L. Zhu, W. Zhou, Y. B. Chen, J. Yu, M. L. Liu, Z. P. Shao, Adv. Mater. 2015, 27, 7150;
8. F. L. Liang, Y. Yu, W. Zhou, X. Y. Xu, Z. H. Zhu, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 634;
9. X. M. Xu, C. Su, W. Zhou, Y. L. Zhu, Y. B. Chen, Z. P. Shao, Adv. Sci. 2016, 3, 1500187.
10. D. J. Chen, C. Chen, Z. M. Baiyee, Z. P. Shao, F. Ciucci, Chem. Rev. 2015, 115, 9869;
11. Y. L. Zhu, W. Zhou, R. Ran, Y. B. Chen, Z. P. Shao, M. L. Liu, Nano Lett. 2016, 16, 512;
12. K. Efimov, T. Halfer, A. Kuhn, P. Heitjans, J. Caro, A. Feldhoff, Chem. Mater. 2010, 22, 1540;
13. M. Prabu, P. Ramakrishnan, P. Ganesan, A. Manthiram, S. Shanmugam, Nano Energy 2015, 15, 92;
14. J. T. Mefford, W. G. Hardin, S. Dai, K. P. Johnston, K. J. Stevenson, Nat. Mater. 2014, 13, 726.
15. J. Suntivich, K. J. May, H. A. Gasteiger, J. B. Goodenough, Y. Shao-Horn, Science 2011, 334, 1383.
16. 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;
17. F. Calle-Vallejo, O. A. Díaz-Morales, M. J. Kolb, M. T. M. Koper, ACS Catal. 2015, 5, 869.
18. M. Risch, A. Grimaud, K. J. May, K. A. Stoerzinger, T. J. Chen, A. N. Mansour, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8628;
19. K. J. May, C. E. Carlton, K. A. Stoerzinger, M. Risch, J. Suntivich, Y. Lee, A. Grimaud, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 3264.
20. X. Chen, E. Fabbri, M. Nachtegaal, I. E. Castelli, M. E. Kazzi, R. Haumont, N. Marzari, T. J. Schmidt, Chem. Mater. 2015, 27, 7662.
21. H. W. Park, D. U. Lee, P. Zamani, M. H. Seo, L. F. Nazar, Z. W. Chen, Nano Energy 2014, 10, 192.
22. J. I. Jung, H. Y. Jeong, J. S. Lee, M. G. Kim, J. Cho, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 126, 4670.
23. Y. L. Zhu, W. Zhou, Z.-G. Chen, Y. B. Chen, C. Su, M. O. Tadé, Z. P. Shao, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3897.
24. W. Zhou, M. W. Zhao, F. L. Liang, S. C. Smith, Z. H. Zhu, Mater. Horiz. 2015, 2, 495.
25. C. Su, W. Wang, Y. B. Chen, G. M. Yang, X. M. Xu, M. O. Tadé, Z. P. Shao, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 17663.
26. C. A. Hancock, J. M. Porras-Vazquez, P. J. Keenan, P. R. Slater, Dalton Trans. 2015, 44, 10559;
27. M. R. Li, W. Zhou, X. Y. Xu, Z. H. Zhu, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 13632.
28. J. F. Shin, A. Orera, D. C. Apperley, P. R. Slater, J. Mater. Chem. 2011, 21, 874;
29. J. F. Shin, D. C. Apperley, P. R. Slater, Chem. Mater. 2010, 22, 5945;
30. J. M. Porras-Vazquez, T. F. Kemp, J. V. Hanna, P. R. Slater, J. Mater. Chem. 2012, 22, 8287;
31. J. M. Porras-Vazquez, T. Pike, C. A. Hancock, J. F. Marco, F. J. Berry, P. R. Slater, J. Mater. Chem. A 2013, 1, 11834;
32. C. A. Hancock, P. R. Slater, Dalton Trans. 2011, 40, 5599.
33. Y. Zheng, Y. Jiao, L. Ge, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3110;
34. Z. W. Liu, F. Peng, H. J. Wang, H. Yu, W. X. Zheng, J. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 123, 3315;
35. D. S. Yang, D. Bhattacharjya, S. Inamdar, J. Park, J. S. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16127;
36. C. H. Choi, S. H. Park, S. I. Woo, ACS Nano 2012, 6, 7084.
37. W. T. A. Harrison, S. L. Hegwood, A. J. Jacobson, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1995, 19, 1953;
38. T. Nagai, W. Ito, T. Sakon, Solid State Ionics 2007, 177, 3433;
39. B. R. Wygant, K. Jarvis, W. D. Chemelewski, O. Mabayoje, H. Celio, C. B. Mullins, ACS Catal. 2016, 6, 1122.
40. C. A. Hancock, R. C. T. Slade, J. R. Varcoe, P. R. Slater, J. Solid State Chem. 2011, 184, 2972.
41. A. Aguadero, C. de la Calle, J. A. Alonso, M. J. Escudero, M. T. Fernández-Díaz, L. Daza, Chem. Mater. 2007, 19, 6437;
42. A. Aguadero, J. e. A. Alonso, D. Perez-Coll, C. de la Calle, M. T. Fernández-Díaz, J. B. Goodenough, Chem. Mater. 2010, 22, 789.
43. V. M. Goldschmidt, Naturwissenschaften 1926, 14, 477;
44. Y. L. Zhu, W. Zhou, Y. B. Chen, J. Yu, X. M. Xiao, C. Su, M. O. Tadé, Z. P. Shao, Chem. Mater. 2015, 27, 3048.
45. S. Svarcova, K. Wiik, J. Tolchard, H. J. M. Bouwmeester, T. Grande, Solid State Ionics 2008, 178, 1787.
46. C. C. L. McCrory, S. Jung, J. C. Peters, T. F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16977.
47. J. I. Jung, M. Risch, S. Park, M. G. Kim, G. Nam, H. Y. Jeong, Y. Shao-Horn, J. Cho, Energy Environ. Sci. 2016, 9, 176.
48. J. G. Lee, J. Hwang, H. J. Hwang, O. S. Jeon, J. Jang, O. Kwon, Y. Lee, B. Han, Y. G. Shul, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 3541.
49. Y. Q. Lai, Y. Li, L. X. Jiang, W. Xu, X. J. Lv, J. Li, Y. X. Liu, J. Electroanal. Chem. 2012, 671, 16;
50. H.-Y. Wang, S.-F. Huang, H.-Y. Chen, T.-S. Chan, H, M. Chen, B. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 36.
51. J. O. Bockris, T. Otagawa, J. Phys. Chem. 1983, 87, 2960;
52. H.-Y. Su, Y. Gorlin, I. C. Man, F. Calle-Vallrjo, J. K. Nørskov, T. F. Jaramillo, J. Rossmeisl, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 14010;
53. M. H. Seo, H. W. Park, D. U. Lee, M. G. Park, Z. W. Chen, ACS Catal. 2015, 5, 4337.
54. P. Rasiyah, A. C. C. Tseung, J. Electrochem. Soc. 1984, 131, 803;
55. T. Maiyalagan, K. A. Jarvis, S. Therese, P. J. Ferreira, A. Manthiram, Nat. Commun. 2014, 5, 3949.
56. J. F. Xie, J. J. Zhang, S. Li, F. Grote, X. D. Zhang, H. Zhang, R. X. Wang, Y. Lei, B. C. Pan, Y. Xie, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17881;
57. Y. Matsumoto, E. Sato, Mater. Chem. Phys. 1986, 14, 397.
58. Y. Q. Guo, Y. Tong, P. Z. Chen, K. Xu, J. Y. Zhao, Y. Lin, W. S. Chu, Z. M. Peng, C. Z. Wu, Y. Xie, Adv. Mater. 2015, 27, 5989.
59. J. Park, H. Kim, K. Jin, B. J. Lee, Y.-S. Park, H. Kim, I. Park, K. D. Yang, H.-Y. Jeong, J. Kim, K. T. Hong, H. W. Jang, K. Kang, K. T. Nam, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4201.
60. R. C. Liu, F. L. Liang, W. Zhou, Y. S. Yang, Z. H. Zhu, Nano Energy 2015, 12, 115;
61. Y. L. Zhu, W. Zhou, J. Yu, Y. B. Chen, M. L. Liu, Z. P. Shao, Chem. Mater. 2016, 28, 1691.
62. Y. G. Wang, J. W. Ren, Y. Q. Wang, F. Y. Zhang, X. H. Liu, Y. Guo, G. Z. Lu, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 15293.
63. B. H. Han, M. Risch, Y.-L. Lee, C. Ling, H. F. Jia, Y. Shao-Horn, Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 22576.
64. H. Ohkuma, I. Uechi, M. Matsui, Y. Takeda, O. Yamamoto, N. Imanishi, J. Power Sources 2014, 245, 947;
65. S. Y. Liu, L. J. Li, H. S. Ahn, A. Manthiram, J. Mater. Chem. A 2015, 3, 11615.
66. S. W. Lee, C. Carlton, M. Risch, Y. Surendranath, S. Chen, S. Furutsuki, A. Yamada, D. G. Nocera, Y. Shao-Horn, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16959;
67. A. Grimaud, C. E. Carlton, M. Risch, W. T. Hong, K. J. May, Y. Shao-Horn, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 25926;
68. F. Song, K. Schenk, X. L. Hu, Energy Environ. Sci. 2016, 9, 473.
69. X. Yu, C. Zhao, Nat. Commun. 2015, 6, 6616;
70. S. Yagi, I. Yamada, H. Tsukasaki, A. Seno, M. Murakami, H. Fujii, H. Chen, N. Umezawa, H. Abe, N. Nishiyama, S. Mori, Nat. Commun. 2015, 6, 8249;
71. M. J. Liu, J. H. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 2158.
72. L. Jiao, Y. X. Zhou, H. L. Jiang, Chem. Sci. 2016, 7, 1690;
73. N. Jiang, B. You, M. L. Sheng, Y. J. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 6251.
74. L. Dahéron, R. Dedryvère, H. Martinez, M. Ménétrier, C. Denage, C. Delmas, D. Gonbeau, Chem. Mater. 2008, 20, 583;
75. S. Malkhandi, B. Yang, A. K. Manohar, A. Manivannan, G. K. S. Prakash, S. R. Narayanan, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 967.
76. Y. W. Liu, H. Cheng, M. J. Lyu, S. J. Fan, Q. H. Liu, W. S. Zhang, Y. D. Zhi, C. M. Wang, C. Xiao, S. Q. Wei, B. J. Ye, Y. Xie, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15670;
77. F. Song, X. L. Hu, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 16481;
78. J. Du, T. R. Zhang, F. Y. Chen, W. S. Chu, Z. Y. Wu, J. Chen, Inorg. Chem. 2014, 53, 9106;
79. J. Bao, X. D. Zhang, B. Fan, J. J. Zhang, M. Zhou, W. L. Yang, X. Hu, H. Wang, B. C. Pan, Y. Xie, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 7399;
80. N. H. Chou, P. N. Ross, A. T. Bell, T. D. Tilley, ChemSusChem 2011, 4, 1566;
81. B. S. Yeo, A. T. Bell, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5587.
82. H. Kim, J. Park, I. Park, K. Jin, S. E. Jerng, S. H. Kim, K. T. Nam, K. Kang, Nat. Commun. 2015, 6, 8253.
83. B. H. Toby, J. Appl. Cryst. 2001, 34, 210.