Recent development of non-iridium-based electrocatalysts for acidic oxygen evolution reaction

Abstract

Proton exchange membrane water electrolyser (PEMWE) possesses great significance for the production of high purity of hydrogen. To expedite the anodic oxygen evolution reaction (OER) that involved multiple electron– proton-coupled process, efficient and stable electrocatalysts are highly desired. Currently, noble-metal Ir-based materials are the benchmark anode due to its corrosion-resistant property and favourable combination of activity/stability. However, the large-scale deployment of PEMWE is usually constrained due to the use of the scarcest element iridium. In this review, we disclose the current research progress towards the non-iridium-based electrocatalysts for OER in acidic media, and then summarize some typical oxides that possesses good catalytic performance. Besides, we also present the unresolved problems and challenges in an attempt to enhance the activity/stability of these catalysts.

Keywords

acidic medium / non-iridium-based electrocatalyst / oxygen evolution reaction / water splitting

References

[1] L. H. Xu, W. Liu, K. Liu, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2304468.

[2] J. Song, C. Wei, Z.-F. Huang, C. Liu, L. Zeng, X. Wang, Z. J. Xu, Chem. Soc. Rev. 2020, 49, 2196.

[3] X. Liang, Q. Wu, Q. Liu, L. Wang, M. Zhang, K. Sun, Y. Shen, H. Chen, X. Zou, Energy Lab. 2023, 1, 220013.

[4] R. Y. Fan, Y. S. Zhang, J. Y. Lv, G. Q. Han, Y. M. Chai, B. Dong, Small 2023, 20, 2304636.

[5] Z. Chen, L. Guo, L. Pan, T. Yan, Z. He, Y. Li, C. Shi, Z. F. Huang, X. Zhang, J. J. Zou, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 12103670.

[6] K. Zhang, X. Liang, L. Wang, K. Sun, Y. Wang, Z. Xie, Q. Wu, X. Bai, M.S. Hamdy, H. Chen, X. Zou, Nano Res. Energy 2022, 1, e9120032.

[7] L. Shao, X. Han, L. Shi, T. Wang, Y. Zhang, Z. Jiang, Z. Yin, X. Zheng, J. Li, X. Han, Y. Deng, Adv. Energy Mater. 2024, 14, 2303261.

[8] L. Wu, Z. Guan, D. Guo, L. Yang, X. Chen, S. Wang, Small 2023, 19, 2304007.

[9] Y. Han, J. Wang, Y. Liu, T. Li, T. Wang, X. Li, X. Ye, G. Li, J. Li, W. Hu, Y. Deng, Carbon Neutraliz. 2024, 3, 172.

[10] K. Du, L. Zhang, J. Shan, J. Guo, J. Mao, C.-C. Yang, C.-H. Wang, Z. Hu, T. Ling, Nat. Commun. 2022, 13, 5448.

[11] S. Kwon, K. A. Stoerzinger, R. Rao, L. Qiao, W. A. Goddard, Y. Shao-Horn, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 11719.

[12] J. Gao, H. Tao, B. Liu, Adv. Mater. 2021, 33, 2003786.

[13] S. Cherevko, Curr. Opin. Electrochem. 2023, 38, 101213.

[14] D. L. Burnett, E. Petrucco, K. M. Rigg, C. M. Zalitis, J. G. Lok, R. J. Kashtiban, M. R. Lees, J. D. B. Sharman, R. I. Walton, Chem. Mater. 2020, 32, 6150.

[15] H. Liu, Z. Zhang, J. Fang, M. Li, M. G. Sendeku, X. Wang, H. Wu, Y. Li, J. Ge, Z. Zhuang, D. Zhou, Y. Kuang, X. Sun, Joule 2023, 7, 558.

[16] M. Huynh, T. Ozel, C. Liu, E. C. Lau, D. G. Nocera, Chem. Sci. 2017, 8, 4779.

[17] C. Rong, K. Dastafkan, Y. Wang, C. Zhao, Adv. Mater. 2023, 35, 2211884.

[18] H. Zhong, Q. Zhang, J. Yu, X. Zhang, C. Wu, Y. Ma, H. An, H. Wang, J. Zhang, X. Wang, J. Xue, Adv. Energy Mater. 2023, 13, 2301391.

[19] L. An, C. Wei, M. Lu, H. Liu, Y. Chen, G. G. Scherer, A. C. Fisher, P. Xi, Z. J. Xu, C. H. Yan, Adv. Mater. 2021, 33, 2006328.

[20] Y. Shi, H. Wu, J. Chang, Z. Tang, S. Lu, J. Energy Chem. 2023, 85, 220.

[21] J. Chang, Y. Shi, H. Wu, J. Yu, W. Jing, S. Wang, G.I. N. Waterhouse, Z. Tang, S. Lu, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 12958.

[22] C. Lin, J.-L. Li, X. Li, S. Yang, W. Luo, Y. Zhang, S.-H. Kim, D.-H. Kim, S. S. Shinde, Y.-F. Li, Z.-P. Liu, Z. Jiang, J.-H. Lee, Nature Catalysis 2021, 4, 1012.

[23] H. Dau, C. Limberg, T. Reier, M. Risch, S. Roggan, P. Strasser, ChemCatChem 2010, 2, 724.

[24] C. Wei, Z. Feng, G. G. Scherer, J. Barber, Y. Shao-Horn, Z. J. Xu, Adv. Mater. 2017, 29, 1606800.

[25] J. Suntivich, K.J. May, H.A. Gasteiger, J.B. Goodenough, Y. Shao-Horn, Science 2011, 334, 1383.

[26] Y. Liu, X. Liang, H. Chen, R. Gao, L. Shi, L. Yang, X. Zou, Chin. J. Catal. 2021, 42, 1054.

[27] Y. Zhang, D. Wang, S. Wang, Small 2021, 18, 2104339.

[28] E. Fabbri, T. J. Schmidt, ACS Catal. 2018, 8, 9765.

[29] M. Wohlfahrt-Mehrens, J. Heitbaum, J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1987, 237, 251.

[30] J. Kim, P.-C. Shih, Y. Qin, Z. Al-Bardan, C.-J. Sun, H. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 13877.

[31] J. Li, Nano-Micro Lett. 2022, 14, 221.

[32] Z. Wang, Y.-R. Zheng, I. Chorkendorff, J. K. Nørskov, ACS Energy Lett. 2020, 5, 2905.

[33] G. T. K. K. Gunasooriya, J. K. Nørskov, ACS Energy Lett. 2020, 5, 3778.

[34] J. Abed, J. Heras-Domingo, R.Y. Sanspeur, M. Luo, W. Alnoush, D.M. Meira, H. Wang, J. Wang, J. Zhou, D. Zhou, K. Fatih, J.R. Kitchin, D. Higgins, Z.W. Ulissi, E.H. Sargent, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 15740.

[35] A. K. Singh, L. Zhou, A. Shinde, S. K. Suram, J. H. Montoya, D. Winston, J. M. Gregoire, K. A. Persson, Chem. Mater. 2017, 29, 10159.

[36] T. Shen, S. Wang, T. Zhao, Y. Hu, D. Wang, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2201823.

[37] L. Cao, Q. Luo, J. Chen, L. Wang, Y. Lin, H. Wang, X. Liu, X. Shen, W. Zhang, W. Liu, Z. Qi, Z. Jiang, J. Yang, T. Yao, Nat. Commun. 2019, 10, 4849.

[38] Y. Yao, S. Hu, W. Chen, Z.-Q. Huang, W. Wei, T. Yao, R. Liu, K. Zang, X. Wang, G. Wu, W. Yuan, T. Yuan, B. Zhu, W. Liu, Z. Li, D. He, Z. Xue, Y. Wang, X. Zheng, J. Dong, C.-R. Chang, Y. Chen, X. Hong, J. Luo, S. Wei, W.-X. Li, P. Strasser, Y. Wu, Y. Li, Nature Catalysis 2019, 2, 304.

[39] C. Rong, X. Shen, Y. Wang, L. Thomsen, T. Zhao, Y. Li, X. Lu, R. Amal, C. Zhao, Adv. Mater. 2022, 34, 2110103.

[40] Y. Hao, S.-F. Hung, W.-J. Zeng, Y. Wang, C. Zhang, C.-H. Kuo, L. Wang, S. Zhao, Y. Zhang, H.-Y. Chen, S. Peng, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 23659.

[41] C. Zhao, Y. Tang, C. Yu, X. Tan, M. N. Banis, S. Li, G. Wan, H. Huang, L. Zhang, H. Yang, J. Li, X. Sun, J. Qiu, Nano Today 2020, 34, 100955.

[42] H. Jia, N. Yao, Y. Jin, L. Wu, J. Zhu, W. Luo, Nat. Commun. 2024, 15, 5419.

[43] X. Bai, X. Zhang, Y. Sun, M. Huang, J. Fan, S. Xu, H. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202308704.

[44] M. Du, X. Li, H. Pang, Q. Xu, EnergyChem 2023, 5, 100083.

[45] L. Gloag, T.M. Benedetti, S. Cheong, Y. Li, X.-H. Chan, L.M. Lacroix, S.L. Y. Chang, R. Arenal, I. Florea, H. Barron, A.S. Barnard, A.M. Henning, C. Zhao, W. Schuhmann, J. J. Gooding, R.D. Tilley, Angew. Chem. 2018, 130, 10398.

[46] A. R. Poerwoprajitno, L. Gloag, T. M. Benedetti, S. Cheong, J. Watt, D. L. Huber, J. J. Gooding, R. D. Tilley, Small 2019, 15, 1804577.

[47] J.-Q. Wang, C. Xi, M. Wang, L. Shang, J. Mao, C.-K. Dong, H. Liu, S. A. Kulinich, X.-W. Du, ACS Catal. 2020, 10, 12575.

[48] B. Mortemard de Boisse, G. Liu, J. Ma, S.-i Nishimura, S.-C. Chung, H. Kiuchi, Y. Harada, J. Kikkawa, Y. Kobayashi, M. Okubo, A. Yamada, Nat. Commun. 2016, 7, 11397.

[49] B. Mortemard de Boisse, M. Reynaud, J. Ma, J. Kikkawa, S.-i Nishimura, M. Casas-Cabanas, C. Delmas, M. Okubo, A. Yamada, Nat. Commun. 2019, 10, 1285.

[50] Z. L. Zhao, Q. Wang, X. Huang, Q. Feng, S. Gu, Z. Zhang, H. Xu, L. Zeng, M. Gu, H. Li, Energy Environ. Sci. 2020, 13, 5143.

[51] W. He, X. Tan, Y. Guo, Y. Xiao, H. Cui, C. Wang, Ang. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202405798.

[52] G. Zhao, W. Guo, M. Shan, Y. Fang, G. Wang, M. Gao, Y. Liu, H. Pan, W. Sun, Adv. Mater. 2024, 36, 2404213.

[53] Y. Li, Y. Wang, J. Lu, B. Yang, X. San, Z.-S. Wu, Nano Energy 2020, 78, 105185.

[54] F. Zhu, J. Xue, L. Zeng, J. Shang, S. Lu, X. Cao, B. F. Abrahams, H. Gu, J. Lang, Nano Res. 2021, 15, 1020.

[55] S.-C. Sun, H. Jiang, Z.-Y. Chen, Q. Chen, M.-Y. Ma, L. Zhen, B. Song, C.-Y. Xu, Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202202519.

[56] X. Wang, X. Wan, X. Qin, C. Chen, X. Qian, Y. Guo, Q. Xu, W.-B. Cai, H. Yang, K. Jiang, ACS Catal. 2022, 12, 9437.

[57] S. Zhao, S.-F. Hung, L. Deng, W.-J. Zeng, T. Xiao, S. Li, C.-H. Kuo, H.-Y. Chen, F. Hu, S. Peng, Nat. Commun. 2024, 15, 2728.

[58] Z. Shi, J. Li, Y. Wang, S. Liu, J. Zhu, J. Yang, X. Wang, J. Ni, Z. Jiang, L. Zhang, Y. Wang, C. Liu, W. Xing, J. Ge, Nat. Commun. 2023, 14, 843.

[59] K. Shah, R. Dai, M. Mateen, Z. Hassan, Z. Zhuang, C. Liu, M. Israr, W.-C. Cheong, B. Hu, R. Tu, C. Zhang, X. Chen, Q. Peng, C. Chen, Y. Li, Angew. Chem. 2022, 134, e202114951.

[60] L. Li, G. Zhang, J. Xu, H. He, B. Wang, Z. Yang, S. Yang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2213304.

[61] S. Chen, H. Huang, P. Jiang, K. Yang, J. Diao, S. Gong, S. Liu, M. Huang, H. Wang, Q. Chen, ACS Catal. 2019, 10, 1152.

[62] Y. Wu, R. Yao, Q. Zhao, J. Li, G. Liu, Chem. Eng. J. 2022, 439, 135699.

[63] Z. Wu, Y. Wang, D. Liu, B. Zhou, P. Yang, R. Liu, W. Xiao, T. Ma, J. Wang, L. Wang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2307010.

[64] Y. Qin, B. Cao, X.-Y. Zhou, Z. Xiao, H. Zhou, Z. Zhao, Y. Weng, J. Lv, Y. Liu, Y.-B. He, F. Kang, K. Li, T.-Y. Zhang, Nano Energy 2023, 115, 108727.

[65] L. Li, J. Zhou, X. Wang, J. Gracia, M. Valvidares, J. Ke, M. Fang, C. Shen, J. M. Chen, Y. C. Chang, C. W. Pao, S. Y. Hsu, J. F. Lee, A. Ruotolo, Y. Chin, Z. Hu, X. Huang, Q. Shao, Adv. Mater. 2023, 35, 2302966.

[66] Y. Wu, M. Tariq, W. Q. Zaman, W. Sun, Z. Zhou, J. Yang, ACS Appl. Energy Mater. 2019, 2, 4105.

[67] Y. Lin, Z. Tian, L. Zhang, J. Ma, Z. Jiang, B. J. Deibert, R. Ge, L. Chen, Nat. Commun. 2019, 10, 162.

[68] J. Su, R. Ge, K. Jiang, Y. Dong, F. Hao, Z. Tian, G. Chen, L. Chen, Adv. Mater. 2018, 30, 1801351.

[69] L. Qiu, G. Zheng, Y. He, L. Lei, X. Zhang, Chem. Eng. J. 2021, 409, 128155.

[70] Y. Xue, J. Fang, X. Wang, Z. Xu, Y. Zhang, Q. Lv, M. Liu, W. Zhu, Z. Zhuang, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2101405.

[71] K. Huang, C. Lin, G. Yu, P. Du, X. Xie, X. He, Z. Zheng, N. Sun, H. Tang, X. Li, M. Lei, H. Wu, Adv. Funct. Mater. 2022, 33, 2211102.

[72] Y. Qin, T. Yu, S. Deng, X.-Y. Zhou, D. Lin, Q. Zhang, Z. Jin, D. Zhang, Y.-B. He, H.-J. Qiu, L. He, F. Kang, K. Li, T.-Y. Zhang, Nat. Commun. 2022, 13, 13784.

[73] L. Deng, S. F. Hung, Z. Y. Lin, Y. Zhang, C. Zhang, Y. Hao, S. Liu, C. H. Kuo, H. Y. Chen, J. Peng, J. Wang, S. Peng, Adv. Mater. 2023, 35, 2305939.

[74] Z.-Y. Wu, F.-Y. Chen, B. Li, S.-W. Yu, Y. Z. Finfrock, D. M. Meira, Q.-Q. Yan, P. Zhu, M.-X. Chen, T.-W. Song, Z. Yin, H.-W. Liang, S. Zhang, G. Wang, H. Wang, Nat. Mater. 2022, 22, 100.

[75] P. Sun, Z. Qiao, X. Dong, R. Jiang, Z.-T. Hu, J. Yun, D. Cao, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 15515.

[76] X. Ping, Y. Liu, L. Zheng, Y. Song, L. Guo, S. Chen, Z. Wei, Nat. Commun. 2024, 15, 2501.

[77] Y. Wang, R. Yang, Y. Ding, B. Zhang, H. Li, B. Bai, M. Li, Y. Cui, J. Xiao, Z.-S. Wu, Nat. Commun. 2023, 14, 1412.

[78] W. Zhu, F. Yao, K. Cheng, M. Zhao, C.-J. Yang, C.-L. Dong, Q. Hong, Q. Jiang, Z. Wang, H. Liang, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 17995.

[79] A. Chartier, C. Meis, J. P. Crocombette, L. R. Corrales, W. J. Weber, Phys. Rev. B Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 67, 174102.

[80] J. Kim, P.-C. Shih, K.-C. Tsao, Y.-T. Pan, X. Yin, C.-J. Sun, H. Yang, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 12076.

[81] N. Han, S. Feng, Y. Liang, J. Wang, W. Zhang, X. Guo, Q. Ma, Q. Liu, W. Guo, Z. Zhou, S. Xie, K. Wan, Y. Jiang, A. Vlad, Y. Guo, E. M. Gaigneaux, C. Zhang, J. Fransaer, X. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2208399.

[82] N. Zhang, C. Wang, J. Chen, C. Hu, J. Ma, X. Deng, B. Qiu, L. Cai, Y. Xiong, Y. Chai, ACS Nano 2021, 15, 8537.

[83] M. A. Hubert, A. M. Patel, A. Gallo, Y. Liu, E. Valle, M. Ben-Naim, J. Sanchez, D. Sokaras, R. Sinclair, J. K. Nørskov, L. A. King, M. Bajdich, T. F. Jaramillo, ACS Catal. 2020, 10, 12182.

[84] D. A. Kuznetsov, M. A. Naeem, P. V. Kumar, P. M. Abdala, A. Fedorov, C. R. Müller, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 7883.

[85] G. Zhou, P. Wang, B. Hu, X. Shen, C. Liu, W. Tao, P. Huang, L. Liu, Nat. Commun. 2022, 13, 4106.

[86] F. Shang, B. Wang, B. An, H. He, Y. Shui, H. Cai, C. Liang, S. Yang, Small 2023, 20, 2310323.

[87] H. Liu, Z. Wang, M. Li, X. Zhao, X. Duan, S. Wang, G. Tan, Y. Kuang, X. Sun, Materials 2021, 64, 1653.

[88] F.-Y. Chen, C. Qiu, Z.-Y. Wu, T.-U. Wi, Y. Z. Finfrock, H. Wang, Nano Research 2024, 17, 8671–8677.

[89] K. Wang, C. Han, Z. Shao, J. Qiu, S. Wang, S. Liu, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2102089.

[90] J. Zhu, H. Li, L. Zhong, P. Xiao, X. Xu, X. Yang, Z. Zhao, J. Li, ACS Catal. 2014, 4, 2917.

[91] B.-J. Kim, D. F. Abbott, X. Cheng, E. Fabbri, M. Nachtegaal, F. Bozza, I. E. Castelli, D. Lebedev, R. Schäublin, C. Copéret, T. Graule, N. Marzari, T. J. Schmidt, ACS Catal. 2017, 7, 3245.

[92] M. Retuerto, L. Pascual, F. Calle-Vallejo, P. Ferrer, D. Gianolio, A. G. Pereira, Á. García, J. Torrero, M. T. Fernández-Díaz, P. Bencok, M. A. Peña, J. L. G. Fierro, S. Rojas, Nat. Commun. 2019, 10, 2041.

[93] X. Miao, L. Zhang, L. Wu, Z. Hu, L. Shi, S. Zhou, Nat. Commun. 2019, 10, 3809.

[94] W. Liu, K. Kawano, M. Kamiko, Y. Kato, Y. Okazaki, I. Yamada, S. Yagi, Small 2022, 18, 2202439.

[95] M. Yin, H. Miao, R. Hu, Z. Sun, H. Li, J. Power Sources 2021, 494, 229779.

[96] S. Rojas, Nature Catalysis 2024, 7, 227.

[97] T. Takashima, K. Hashimoto, R. Nakamura, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1519.

[98] M. Huynh, D. K. Bediako, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6002.

[99] M. Huynh, C. Shi, S. J. L. Billinge, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 14887.

[100] A. Li, H. Ooka, N. Bonnet, T. Hayashi, Y. Sun, Q. Jiang, C. Li, H. Han, R. Nakamura, Angew. Chem. Int. Ed. 2019, 58, 5054.

[101] S. Pan, H. Li, D. Liu, R. Huang, X. Pan, D. Ren, J. Li, M. Shakouri, Q. Zhang, M. Wang, C. Wei, L. Mai, B. Zhang, Y. Zhao, Z. Wang, M. Graetzel, X. Zhang, Nat. Commun. 2022, 13, 2294.

[102] A. E. Thorarinsdottir, S. S. Veroneau, D. G. Nocera, Nat. Commun. 2022, 13, 1243.

[103] X. Yang, H. Li, A.-Y. Lu, S. Min, Z. Idriss, M. N. Hedhili, K.-W. Huang, H. Idriss, L.-J. Li, Nano Energy 2016, 25, 42.

[104] J. S. Mondschein, J. F. Callejas, C. G. Read, J. Y. C. Chen, C. F. Holder, C. K. Badding, R. E. Schaak, Chem. Mater. 2017, 29, 950.

[105] J. Huang, H. Sheng, R. D. Ross, J. Han, X. Wang, B. Song, S. Jin, Nat. Commun. 2021, 12, 3036.

[106] N. Wang, P. Ou, R. K. Miao, Y. Chang, Z. Wang, S.-F. Hung, J. Abed, A. Ozden, H.-Y. Chen, H.-L. Wu, J. E. Huang, D. Zhou, W. Ni, L. Fan, Y. Yan, T. Peng, D. Sinton, Y. Liu, H. Liang, E. H. Sargent, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 7829.

[107] L. G. Bloor, P. I. Molina, M. D. Symes, L. Cronin, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 3304.

[108] K.-L. Yan, J.-Q. Chi, J.-Y. Xie, B. Dong, Z.-Z. Liu, W.-K. Gao, J.-H. Lin, Y.-M. Chai, C.-G. Liu, Renewable Energy 2018, 119, 54.

[109] J. B. Gerken, J. G. McAlpin, J. Y. C. Chen, M. L. Rigsby, W. H. Casey, R. D. Britt, S. S. Stahl, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14431.

[110] L. Chong, G. Gao, J. Wen, H. Li, H. Xu, Z. Green, J.D. Sugar, A. J. Kropf, W. Xu, X.-M. Lin, H. Xu, L.-W. Wang, D.-J. Liu, Science 2023, 380, 609.

[111] W. L. Kwong, C. C. Lee, A. Shchukarev, E. Björn, J. Messinger, J. Catal. 2018, 365, 29.

[112] W. L. Kwong, C. C. Lee, A. Shchukarev, J. Messinger, Chem. Commun. 2019, 55, 5017.

[113] L. Zhao, Q. Cao, A. Wang, J. Duan, W. Zhou, Y. Sang, H. Liu, Nano Energy 2018, 45, 118.

[114] I. A Moreno-Hernandez, C. A. MacFarland, C. G. Read, K. M. Papadantonakis, B. S. Brunschwig, N. S. Lewis, Energy Environ. Sci. 2017, 10, 2103.

[115] A. Li, S. Kong, C. Guo, H. Ooka, K. Adachi, D. Hashizume, Q. Jiang, H. Han, J. Xiao, R. Nakamura, Nature Catalysis 2022, 5, 109.

[116] L. Zhou, A. Shinde, J. H. Montoya, A. Singh, S. Gul, J. Yano, Y. Ye, E. J. Crumlin, M. H. Richter, J. K. Cooper, H. S. Stein, J. A. Haber, K. A. Persson, J. M. Gregoire, ACS Catal. 2018, 8, 10938.

[117] Z. P. Ifkovits, J. M. Evans, P. A. Kempler, M. B. Morla, K. H. Pham, J. A. Dowling, A. I. Carim, N. S. Lewis, ACS Energy Lett. 2022, 7, 4258.

[118] J. Wang, H. Kim, H. Lee, Y.-J. Ko, M. H. Han, W. Kim, J. M. Baik, J.-Y. Choi, H.-S. Oh, W. H. Lee, Nano Energy 2023, 110, 108355.

[119] M. Chatti, J. L. Gardiner, M. Fournier, B. Johannessen, T. Williams, T. R. Gengenbach, N. Pai, C. Nguyen, D. R. MacFarlane, R. K. Hocking, A. N. Simonov, Nature Catalysis 2019, 2, 457.

[120] K. Ham, S. Hong, S. Kang, K. Cho, J. Lee, ACS Energy Lett. 2021, 6, 364.

[121] H. Zhao, L. Zhu, J. Yin, J. Jin, X. Du, L. Tan, Y. Peng, P. Xi, C. H. Yan, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63, e202402171.

[122] A. A. H Tajuddin, M. Wakisaka, T. Ohto, Y. Yu, H. Fukushima, H. Tanimoto, X. Li, Y. Misu, S. Jeong, J. i Fujita, H. Tada, T. Fujita, M. Takeguchi, K. Takano, K. Matsuoka, Y. Sato, Y. Ito, Adv. Mater. 2022, 35, 2207466.

[123] J. Edgington, A. Deberghes, L.C. Seitz, ACS Appl. Energy Mater. 2022, 5, 12206.

[124] C. Lei, Q. Zheng, F. Cheng, Y. Hou, B. Yang, Z. Li, Z. Wen, L. Lei, G. Chai, X. Feng, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2003000.

[125] M. Xu, W. Gao, R. Zhao, J. Sun, Y. Han, X. Niu, Z. Xu, Y. Qin, Q. Wang, ChemElectroChem 2022, 9, e202200901.

[126] J. Wang, L. Han, B. Huang, Q. Shao, H. L. Xin, X. Huang, Nat. Commun. 2019, 10, 5692.

[127] J. Zhu, Y. Guo, F. Liu, H. Xu, L. Gong, W. Shi, D. Chen, P. Wang, Y. Yang, C. Zhang, J. Wu, J. Luo, S. Mu, Angew. Chem. 2021, 133, 12436.

[128] M. Feng, J. Huang, Y. Peng, C. Huang, X. Yue, S. Huang, ACS Nano 2022, 16, 13834.

[129] W. Zheng, ACS Energy Lett. 2023, 8, 1952.

RIGHTS & PERMISSIONS

2024 The Author(s). Carbon Neutralization published by Wenzhou University and John Wiley & Sons Australia, Ltd.