Unconventional Pore and Defect Generation in Molybdenum Disulfide: Application in High-Rate Lithium-Ion Batteries and the Hydrogen Evolution Reaction

ChemSusChem

Volumn 7, Issue 9, 2014, Pages 2489-2495

  Zhang, Kan ^a   Kim, Hwan Jin ^a   Lee, Jeong Taik ^a   Chang, Gee Woo ^a   Shi, Xinjian ^a   Kim, Wanjung ^a   Ma, Ming ^a   Kong, Ki Jeong ^b   Choi, Jae Man ^c   Song, Min Sang ^c   Park, Jong Hyeok ^a  

^a Sungkyunkwan University   (South Korea)

^b Korea Research Institute of Chemical Technology   (South Korea)

^c Samsung Advanced Institute of Technology (SAIT)   (South Korea)

Author keywords

electrochemistry; hydrogen evolution reaction; lithium; molybdenum disulfide; nanostructures

Indexed keywords

ANODES; COBALT COMPOUNDS; COBALT DEPOSITS; DEFECTS; ELECTROCHEMISTRY; GRAPHENE; HYDROGEN; HYDROGEN EVOLUTION REACTION; IONS; LAYERED SEMICONDUCTORS; LITHIUM; LITHIUM COMPOUNDS; MOLYBDENUM COMPOUNDS; NANOSTRUCTURES; SCAFFOLDS; SULFUR COMPOUNDS;

CONTROLLING AGENT; ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; HIGH CURRENT DENSITIES; HIGH INTERCONNECTIVITY; HYDROTHERMAL REACTION; LITHIUM-ION TRANSPORT; MOLYBDENUM DISULFIDE; REDUCED GRAPHENE OXIDES (RGO);

LITHIUM-ION BATTERIES;

EID: 85006511384     PISSN: 18645631     EISSN: 1864564X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cssc.201402372     Document Type: Article

References (66)

1. R. Prins, V. H. J. Debeer, G. A. Somorjai, Catal. Rev. 1989, 31, 1–41;
2. T. Spalvins, J. Vac. Sci. Technol. A 1987, 5, 212–219.
3. D. Merki, X. L. Hu, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3878–3888;
4. J. Xiao, D. W. Choi, L. Cosimbescu, P. Koech, J. Liu, J. P. Lemmon, Chem. Mater. 2010, 22, 4522–4524.
5. J. Kibsgaard, Z. Chen, B. N. Reinecke, T. F. Jaramillo, Nat. Mater. 2012, 11, 963–969;
6. D. Kong, H. Wang, J. J. Cha, M. Pasta, K. J. Koski, J. Yao, Y. Cui, Nano Lett. 2013, 13, 1341–1347;
7. T. F. Jaramillo, K. P. Jørgensen, J. Bonde, J. H. Nielsen, S. Horch, I. Chorkendorff, Science 2007, 317, 100–102;
8. H. I. Karunadasa, E. Montalvo, Y. Sun, M. Majda, J. R. Long, C. J. Chang, Science 2012, 335, 698–702;
9. 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, 5308–5309.
10. Q. H. Wang, K. Kalantar-Zadeh, A. Kis, J. N. Coleman, M. S. Strano, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 699–712.
11. H. S. S. Ramakrishna Matte, A. Gomathi, A. K. Manna, D. J. Late, R. Datta, S. K. Pati, C. N. R. Rao, Angew. Chem. 2010, 122, 4153–4156;
12. C. L. Tan, X. Y. Qi, X. Huang, J. Yang, B. Zheng, Z. F. An, R. F. Chen, J. Wei, B. Z. Tang, W. Huang, H. Zhang, Adv. Mater. 2014, 26, 1735–1739;
13. Y. F. Yu, S. Y. Huang, Y. P. Li, S. N. Steinmann, W. T. Yang, L. Y. Cao, Nano Lett. 2014, 14, 553–558.
14. Y. M. Shi, Y. Wang, J. I. Wong, A. Y. S. Tan, C. L. Hsu, L. J. Li, Y. C. Lu, H. Y. Yang, Sci. Rep. 2013, 3, 2169;
15. J. F. Xie, H. Zhang, S. Li, R. X. Wang, X. Sun, M. Zhou, J. F. Zhou, X. W. Lou, Y. Xie, Adv. Mater. 2013, 25, 5807–5813;
16. 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, 17881–17888;
17. C. Tsai, F. Abild-Pedersen, J. K. Nørskov, Nano Lett. 2014, 14, 1381–1387;
18. Z. Z. Wu, B. Z. Fang, Z. P. Wang, C. L. Wang, Z. H. Liu, F. Y. Liu, W. Wang, A. Alfantazi, D. Z. Wang, D. P. Wilkinson, ACS Catal. 2013, 3, 2101–2107.
19. D. J. Li, U. N. Maiti, J. W. Lim, D. S. Choi, W. J. Lee, Y. T. Oh, G. Y. Lee, S. O. Kim, Nano Lett. 2014, 14, 1228–1233;
20. K. Chang, W. X. Chen, ACS Nano 2011, 5, 4720–4728;
21. U. Maitra, U. Gupta, M. De, R. Datta, A. Govindaraj, C. N. R. Rao, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13057–13061;
22. Angew. Chem. 2013, 125, 13295–13299;
23. L. Liao, J. Zhu, X. J. Bian, L. N. Zhu, M. D. Scanlon, H. H. Girault, B. H. Liu, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 5326–5333;
24. X. Huang, Z. Y. Zeng, S. Y. Bao, M. F. Wang, X. Y. Qi, Z. X. Fan, H. Zhang, Nat. Commun. 2013, 4, 1444;
25. D. Voiry, M. Salehi, R. Silva, T. Fujita, M. W. Chen, T. Asefa, V. B. Shenoy, G. Eda, M. Chhowalla, Nano Lett. 2013, 13, 6222–6227;
26. L. David, R. Bhandavat, G. Singh, ACS Nano 2014, 8, 1759–1770;
27. J. Xiao, X. Wang, X. Q. Yang, S. Xun, G. Liu, P. K. Koech, J. Liu, J. P. Lemmon, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2840–2846.
28. M. A. Lukowski, A. S. Daniel, F. Meng, A. Forticaux, L. Li, S. Jin, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10274–10277.
29. Y. G. Li, H. L. Wang, L. M. Xie, Y. Y. Liang, G. S. Hong, H. J. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 7296–7299.
30. H. S. Hwang, H. J. Kim, J. P. Cho, Nano Lett. 2011, 11, 4826–4830.
31. C. B. Zhu, X. K. Mu, P. A. van Aken, Y. Yu, J. Maier, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2152–2156;
32. Angew. Chem. 2014, 126, 2184–2188.
33. X. L. Zheng, J. B. Xu, K. Y. Yan, H. Wang, Z. L. Wang, S. H. Yang, Chem. Mater. 2014, 26, 2344–2353;
34. J. Kibsgaard, T. F. Jaramillo, F. Besenbacher, Nat. Chem. 2014, 6, 248–253;
35. C. L. Hsu, Y. H. Chang, T. Y. Chen, C. C. Tseng, K. H. Wei, L. J. Li, Int. J. Hydrogen Energy 2014, 39, 4788–4793;
36. D. Y. Chung, S. K. Park, Y. H. Chung, S. H. Yu, D. H. Lim, N. G. Jung, H. C. Ham, H. Y. Park, Y. Z. Piao, S. J. Yoo, Y. E. Sung, Nanoscale 2014, 6, 2131–2136;
37. J. Yang, D. Voiry, S. J. Ahn, D. Kang, A. Y. Kim, M. Chhowalla, H. S. Shin, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 13751–13754;
38. Angew. Chem. 2013, 125, 13996–13999;
39. Y. Yan, X. M. Ge, Z. L. Liu, J. Y. Wang, J. M. Lee, X. Wang, Nanoscale 2013, 5, 7768–7771;
40. D. Z. Wang, Z. P. Wang, C. L. Wang, P. Zhou, Z. Z. Wu, Z. H. Liu, Electrochem. Commun. 2013, 34, 219–222;
41. V. W. Lau, A. F. Masters, A. M. Bond, T. Maschmeyer, Chem. Eur. J. 2012, 18, 8230–8239;
42. V. W. Lau, A. F. Masters, A. M. Bond, T. Maschmeyer, ChemCatChem 2011, 3, 1739–1742.
43. C. Xu, S. J. Peng, C. L. Tan, H. X. Ang, H. T. Tan, H. Zhang, Q. Y. Yan, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 5597–5601;
44. H. Wang, Z. Lu, S. Xu, D. Kong, J. J. Cha, G. Zheng, P. C. Hsu, K. Yan, D. Bradshaw, F. B. Prinz, Y. Cui, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 19701–19706;
45. J. Bonde, P. G. Moses, T. F. Jaramillo, J. K. Norskov, I. Chorkendorff, Faraday Discuss. 2009, 140, 219–231.
46. M. Brorson, A. Carlsson, H. Topsoe, Catal. Today 2007, 123, 31–36;
47. J. V. Lauritsen, S. Helveg, E. Laegsgaard, I. Stensgaard, B. S. Clausen, H. Topsoe, E. Besenbacher, J. Catal. 2001, 197, 1–5.
48. K. Zhang, H. J. Kim, X. J. Shi, J. T. Lee, J. M. Choi, M. S. Song, J. H. Park, Inorg. Chem. 2013, 52, 9807–9812.
49. Y. Yang, Y. Z. Jin, H. P. He, Q. L. Wang, Y. Tu, H. M. Lu, Z. Ye, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13381–13394;
50. X. H. Guo, C. C. Mao, J. Zhang, J. Huang, W. N. Wang, Y. H. Deng, Y. Y. Wang, Y. Cao, W. X. Huang, S. H. Yu, Small 2012, 8, 1515–1520.
51. A. Zak, Y. Feldman, V. Alperovich, R. Rosentsveig, R. Tenne, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11108–11116;
52. C. M. Zelenski, P. K. Dorhout, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 734–742.
53. R. Kitaura, N. Imazu, K. Kobayashi, H. Shinohara, Nano Lett. 2008, 8, 693–699;
54. A. M. Rao, P. C. Eklund, S. Bandow, A. Thess, R. E. Smalley, Nature 1997, 388, 257–259;
55. G. M. Zhou, D. W. Wang, L. C. Yin, N. Li, F. Li, H. M. Cheng, ACS Nano 2012, 6, 3214–3223.
56. P. A. Spevack, N. S. McIntyre, J. Phys. Chem. 1993, 97, 11031–11036.
57. H. W. Wang, P. Skeldon, G. E. Thompson, Surf. Coat. Technol. 1997, 91, 200–207.
58. N. S. McIntyre, P. A. Spevack, G. Beamson, D. Briggs, Surf. Sci. 1990, 237, L390–L397.
59. C. B. Roxlo, H. W. Deckman, J. Gland, S. D. Cameron, R. R. Chianelli, Science 1987, 235, 1629–1631.
60. S. J. Ding, D. Y. Zhang, J. S. Chen, X. W. Lou, Nanoscale 2012, 4, 95–98;
61. G. D. Du, Z. P. Guo, S. Q. Wang, R. Zeng, Z. X. Chen, H. K. Liu, Chem. Commun. 2010, 46, 1106–1108.
62. X. H. Cao, Y. M. Shi, W. H. Shi, X. H. Rui, Q. Y. Yan, J. Kong, H. Zhang, Small 2013, 9, 3433–3438.
63. P. V. Radovanovic, D. R. Gamelin, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12207–12214.
64. Y. Okamoto, A. Kato, S. K. Usman, I. Hiromitsu, T. Kubota, J. Catal. 2005, 233, 16–25;
65. R. Huirache-Acuña, M. A. Albiter, C. Ornelas, F. Paraguay-Delgado, R. Martinez-Sanchez, G. Alonso-Nunez, Appl. Catal. A 2006, 308, 134–142.
66. K. Zhang, N. Heo, X. J. Shi, J. H. Park, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 24023–24032.