N-, O-, and S-Tridoped Carbon-Encapsulated Co9S8 Nanomaterials: Efficient Bifunctional Electrocatalysts for Overall Water Splitting

Advanced Functional Materials

Volumn 27, Issue 17, 2017, Pages

  Huang, Senchuan ^a   Meng, Yuying ^a   He, Shiman ^a   Goswami, Anandarup ^b   Wu, Qili ^a   Li, Junhao ^a   Tong, Shengfu ^a   Asefa, Tewodros ^c   Wu, Mingmei ^a  

^a SUN YAT SEN UNIVERSITY   (China)

^b VIGNAN UNIVERSITY   (India)

^c The State University of New Jersey   (United States)

Author keywords

bifunctional electrocatalysts; hydrogen evolution reactions; overall water splitting; oxygen evolution reactions; tridoped encapsulated Co9S8

Indexed keywords

ALKALINITY; CATALYST ACTIVITY; ELECTRODES; ELECTROLYSIS; ELECTROLYTES; NANOSTRUCTURED MATERIALS; POLYPYRROLES; PRECIOUS METALS;

BIFUNCTIONAL ELECTROCATALYSTS; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; OXYGEN EVOLUTION REACTION; TRIDOPED-ENCAPSULATED CO9S8; WATER SPLITTING;

ELECTROCATALYSTS;

EID: 85015642660     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201606585     Document Type: Article

References (67)

1. J. Chow, R. J. Kopp, P. R. Portney, Science 2003, 302, 1528;
2. R. Subbaraman, D. Tripkovic, K.-C. Chang, D. Strmcnik, A. P. Paulikas, P. Hirunsit, M. Chan, J. Greeley, V. Stamenkovic, N. M. Markovic, Nat. Mater. 2012, 11, 550;
3. S. M. Barnett, K. I. Goldberg, J. M. Mayer, Nat. Chem. 2012, 4, 498;
4. J.-X. Feng, S.-H. Ye, H. Xu, Y.-X. Tong, G.-R. Li, Adv. Mater. 2016, 28, 4698;
5. N. Armaroli, V. Balzani, Angew. Chem. Int. Ed 2006, 46, 52.
6. M. Tavakkoli, T. Kallio, O. Reynaud, A. G. Nasibulin, C. Johans, J. Sainio, H. Jiang, E. I. Kauppinen, K. Laasonen, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 4535;
7. P. P. Edwards, V. L. Kuznetsov, W. I. F. David, Philos. Trans. R. Soc., A 2007, 365, 1043;
8. Y. Zhang, B. Ouyang, J. Xu, S. Chen, R. S. Rawat, H. J. Fan, Adv. Energy Mater., 2016, 6, 1600221;
9. B. Bayatsarmadi, Y. Zheng, Y. Tang, M. Jaroniec, S.-Z. Qiao, Small 2016, 12, 3703.
10. J. A. Turner, Science 2004, 305, 972.
11. Y. Surendranath, M. W. Kanan, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16501;
12. D. K. Bediako, Y. Surendranath, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3662;
13. R. D. L. Smith, M. S. Prévot, R. D. Fagan, Z. Zhang, P. A. Sedach, M. K. J. Siu, S. Trudel, C. P. Berlinguette, Science 2013, 340, 60;
14. J. Wang, H.-X. Zhong, Y.-L. Qin, X.-B. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5248.
15. Z. Zhao, H. Wu, H. He, X. Xu, Y. Jin, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 4698;
16. D. Friebel, M. W. Louie, M. Bajdich, K. E. Sanwald, Y. Cai, A. M. Wise, M.-J. Cheng, D. Sokaras, T.-C. Weng, R. Alonso-Mori, R. C. Davis, J. R. Bargar, J. K. Nørskov, A. Nilsson, A. T. Bell, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1305;
17. Z. Peng, D. Jia, A. M. Al-Enizi, A. A. Elzatahry, G. Zheng, Adv. Energy Mater. 2015, 5, 1402031;
18. Y. Zhang, B. Ouyang, J. Xu, G. Jia, S. Chen, R. S. Rawat, H. J. Fan, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 8670.
19. M.-R. Gao, X. Cao, Q. Gao, Y.-F. Xu, Y.-R. Zheng, J. Jiang, S.-H. Yu, ACS Nano 2014, 8, 3970.
20. W. Zhou, X.-J. Wu, X. Cao, X. Huang, C. Tan, J. Tian, H. Liu, J. Wang, H. Zhang, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2921.
21. Y. Hu, J. O. Jensen, W. Zhang, L. N. Cleemann, W. Xing, N. J. Bjerrum, Q. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 3675;
22. X. Zou, X. Huang, A. Goswami, R. Silva, B. R. Sathe, E. Mikmeková, T. Asefa, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 126, 4461.
23. G. Wu, K. L. More, C. M. Johnston, P. Zelenay, Science 2011, 332, 443;
24. H. T. Chung, J. H. Won, P. Zelenay, Nat. Commun. 2013, 4, 1922.
25. J. Deng, P. Ren, D. Deng, L. Yu, F. Yang, X. Bao, Energy Environ. Sci. 2014, 7, 1919;
26. J. Wang, D. Gao, G. Wang, S. Miao, H. Wu, J. Lia, X. Bao, J. Mater. Chem. A 2014, 2, 20067.
27. Z.-Q. Liu, H. Cheng, N. Li, T. Y. Ma, Y.-Z. Su, Adv. Mater. 2016, 28, 3777;
28. M. Xiao, J. Zhu, L. Feng, C. Liu, W. Xing, Adv. Mater. 2015, 27, 2521.
29. K. Qu, Y. Zheng, S. Dai, S. Z. Qiao, Nano Energy 2016, 19, 373;
30. S. Chen, J. Duan, M. Jaroniec, S. -Z. Qiao, Adv. Mater. 2014, 26, 2925.
31. X. Zhang, S. Liu, Y. Zang, R. Liu, G. Liu, G. Wang, Y. Zhang, H. Zhang, H. Zhao, Nano Energy 2016, 30, 93.
32. L.-L. Feng, M. Fan, Y. Wu, Y. Liu, G.-D. Li, H. Chen, W. Chen, D. Wang, X. Zou, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 6860;
33. H. Zhong, K. Li, Q. Zhang, J. Wang, F. Meng, Z. Wu, J. Yan, X. Zhang, NPG Asia Mater. 2016, 8, e308;
34. S. Dou, L. Tao, J. Huo, S. Wang, L. Dai, Energy Environ. Sci. 2016, 9, 1320;
35. M. Al-Mamun, Y. Wang, P. Liu, Y. Zhong, H. Yin, X. Su, H. Zhang, H. Yang, D. Wang, Z. Tang, H. Zhao, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 18314.
36. L.-L. Feng, G.-D. Li, Y. Liu, Y. Wu, H. Chen, Y. Wang, Y.-C. Zou, D. Wang, X. Zou, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 980.
37. Y. Meng, D. Voiry, A. Goswami, X. Zou, X. Huang, M. Chhowalla, Z. Liu, T. Asefa, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13554;
38. R. Silva, D. Voiry, M. Chhowalla, T. Asefa, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7823;
39. S. Biniak, G. Szymański, J. Siedlewski, A. Świa̧tkowski, Carbon 1997, 35, 1799;
40. S. Biniak, M. Pakuła, G. S. Szymański, A. Świaa̧tkowski, Langmuir 1999, 15, 6117.
41. Y. Meng, X. Zou, X. Huang, A. Goswami, Z. Liu, T. Asefa, Adv. Mater. 2014, 26, 6510.
42. W. Ai, Z. Luo, J. Jiang, J. Zhu, Z. Du, Z. Fan, L. Xie, H. Zhang, W. Huang, T. Yu, Adv. Mater. 2014, 26, 6186;
43. Y. Dong, H. Pang, H. B. Yang, C. Guo, J. Shao, Y. Chi, C. M. Li, T. Yu, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 7800.
44. G. Wu, H. T. Chung, M. Nelson, K. Artyushkova, K. L. More, C. M. Johnston, P. Zelenay, ECS Trans. 2011, 41, 1709;
45. L. Qu, Y. Liu, J.-B. Baek, L. Dai, ACS Nano 2010, 4, 1321;
46. X. Wang, J. S. Lee, Q. Zhu, J. Liu, Y. Wang, S. Dai, Chem. Mater. 2010, 22, 2178.
47. R. Liu, D. Wu, X. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2565;
48. S. Yang, L. Zhi, K. Tang, X. Feng, J. Maier, K. Müllen, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3634;
49. J. R. Pels, F. Kapteijn, J. A. Moulijn, Q. Zhu, K. M. Thomas, Carbon 1995, 33, 1641;
50. H. Zhang, Y. Wang, D. Wang, Y. Li, X. Liu, P. Liu, H. Yang, T. An, Z. Tang, H. Zhao, Small 2014, 10, 3371.
51. S.-H. Chang, M.-D. Lu, Y.-L. Tung, H.-Y. Tuan, ACS Nano 2013, 7, 9443.
52. J. P. Bearinger, S. Terrettaz, R. Michel, N. Tirelli, H. Vogel, M. Textor, J. A. Hubbell, Nat. Mater. 2003, 2, 259;
53. F. Buckel, F. Effenberger, C. Yan, A. Golzhauser, M. Grunze, Adv. Mater. 2000, 12, 901;
54. I. Herrmann, U. I. Kramm, J. Radnik, S. Fiechter, P. Bogdanoff, J. Electrochem. Soc. 2009, 156, B1283.
55. Z. Zhang, Q. Wang, C. Zhao, S. Min, X. Qian, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 4861;
56. H. Chen, J. Jiang, L. Zhang, H. Wan, T. Qi, D. Xia, Nanoscale 2013, 5, 8879.
57. W. Qin, L. Han, H. Bi, J. Jian, X. Wu, P. Gao, Nanoscale 2015, 7, 20180;
58. Y. Zhang, B. Ouyang, J. Xu, G. Jia, S. Chen, R. S. Rawat, H. J. Fan, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 8670.
59. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, A. G. Souza Filho, R. Saito, Carbon 2002, 40, 2043.
60. J. Hoekstra, A. M. Bealeb, F. Soulimani, M. Versluijs-Helderb, D. van de Kleute, J. M. Koelewijna, J. W. Geusa, L. W. Jenneskens, Carbon 2016, 107, 248.
61. F. Song, X. L. Hu, Nat. Commun. 2014, 5, 4477;
62. J. Yang, G. Zhu, Y. Liu, J. Xia, Z. Ji, X. Shen, S. Wu, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 4712.
63. J. Wang, H. Wu, D. Gao, S. Miao, G. Wang, X. Bao, Nano Energy 2015, 13, 387.
64. C. C. L. McCrory, S. Jung, J. C. Peters, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16977.
65. H. Zhu, J. Zhang, R. Yanzhang, M. Du, Q. Wang, G. Gao, J. Wu, G. Wu, M. Zhang, B. Liu, J. Yao, X. Zhang, Adv. Mater. 2015, 27, 4752.
66. 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;
67. J. Zhang, T. Wang, D. Pohl, B. Rellinghaus, R. Dong, S. Liu, X. Zhuang, X. Feng, Angew. Chem. Int. Ed. 2016, 55, 6702.