Exploration of metal-free 2D electrocatalysts toward the oxygen electroreduction

Joyjit Kundu; Taehyun Kwon; Kwangyeol Lee; Sang-Il Choi

doi:10.1002/EXP.20220174

Exploration ›› 2024, Vol. 4 ›› Issue (4) :20220174 DOI: 10.1002/EXP.20220174

REVIEW

Exploration of metal-free 2D electrocatalysts toward the oxygen electroreduction

Author information +

History +

PDF

Abstract

The advancement of economical and readily available electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) holds paramount importance in the advancement of fuel cells and metal-air batteries. Recently, 2D non-metallic materials have obtained substantial attention as viable alternatives for ORR catalysts due to their manifold advantages, encompassing low cost, ample availability, substantial surface-to-volume ratio, high conductivity, exceptional durability, and competitive activity. The augmented ORR performances observed in metal-free 2D materials typically arise from heteroatom doping, defects, or the formation of heterostructures. Here, the authors delve into the realm of electrocatalysts for theORR, pivoting aroundmetal-free 2Dmaterials. Initially, themerits of metal-free 2D materials are explored and the reaction mechanism of the ORR is dissected. Subsequently, a comprehensive survey of diverse metal-free 2D materials is presented, tracing their evolutionary journey from fundamental concepts to pragmatic applications in the context of ORR. Substantial importance is given on the exploration of various strategies for enhancing metal-free 2D materials and assessing their impact on inherent material performance, including electronic properties. Finally, the challenges and future prospects that lie ahead for metal-free 2D materials are underscored, as they aspire to serve as efficient ORR electrocatalysts.

Keywords

2D materials / electrocatalysts / non-metal / oxygen reduction reaction

Cite this article

Download citation ▾

Joyjit Kundu, Taehyun Kwon, Kwangyeol Lee, Sang-Il Choi. Exploration of metal-free 2D electrocatalysts toward the oxygen electroreduction. Exploration, 2024, 4(4): 20220174 DOI:10.1002/EXP.20220174

登录浏览全文

4963

注册一个新账户忘记密码

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within

[1]	H. Jin, C. Guo, X. Liu, J. Liu, A. Vasileff, Y. Jiao, Y. Zheng, S.-Z. Qiao, Chem. Rev.. 2018, 118, 6337.

[2]	X. Tian, X. F. Lu, B. Y. Xia, X. W. (Davi600d) Lou, Joule. 2020, 4, 45.

[3]	C. F. Shih, T. Zhang, J. Li, C. Bai, Joule. 2018, 2, 1925.

[4]	M. Chatenet, B. G. Pollet, D. R. Dekel, F. Dionigi, J. Deseure, P. Millet, R. D. Braatz, M. Z. Bazant, M. Eikerling, I. Staffell, P. Balcombe, Y. Shao-Horn, H. Schäfer, Chem. Soc. Rev.. 2022, 51, 4583.

[5]	Y. Wang, D. F. Ruiz Diaz, K. S. Chen, Z. Wang, X. C. Adroher, Mater. Today. 2020, 32, 178.

[6]	H.-F. Wang, Q. Xu, Matter. 2019, 1, 565.

[7]	H. J. Kim, H. Y. Kim, J. Joo, S. H. Joo, J. S. Lim, J. Lee, H. Huang, M. Shao, J. Hu, J. Y. Kim, B. J. Min, S. W. Lee, M. Kang, K. Lee, S. Choi, Y. Park, Y. Wang, J. Li, Z. Zhang, J. Ma, S.-I. Choi, J. Mater. Chem. A. 2022, 10, 50.

[8]	V. R. Stamenkovic, D. Strmcnik, P. P. Lopes, N. M. Markovic, Nat. Mater.. 2017, 16, 57.

[9]	Y. Sun, S. Gao, F. Lei, Y. Xie, Chem. Soc. Rev.. 2015, 44, 623.

[10]	L. Dai, Y. Xue, L. Qu, H.-J. Choi, J.-B. Baek, Chem. Rev.. 2015, 115, 4823.

[11]	H. Y. Kim, M. Jun, K. Lee, S. H. Joo, ACS Catal.. 2023, 13, 355.

[12]	H. Y. Kim, M. Jun, S. H. Joo, K. Lee, ACS Nanosci. Au. 2023, 3, 28.

[13]	G. M. Tomboc, T. Kim, S. Jung, H. J. Yoon, K. Lee, Small. 2022, 18, 2105680.

[14]	Y. Sun, T. Jiang, J. Duan, L. Jiang, X. Hu, H. Zhao, J. Zhu, S. Chen, X. Wang, ACS Catal.. 2020, 10, 11371.

[15]	Y. Sun, S. Xu, C. A. Ortíz-Ledón, J. Zhu, S. Chen, J. Duan, Exploration. 2021, 1, 20210021.

[16]	S. D. Bhoyate, J. Kim,F. M. de Souza, J. Lin, E. Lee, A. Kumar, R. K. Gupta, Coord. Chem. Rev.. 2023, 474, 214854.

[17]	M. K. Kabiraz, H. J. Kim, Y. Hong, Q. Chang, S.-I. Choi, Bull. Korean Chem. Soc.. 2022, 43, 1093.

[18]	M. K. Kabiraz, B. Ruqia, J. Kim, H. Kim, H. J. Kim, Y. Hong, M. J. Kim, Y. K. Kim, C. Kim, W.-J. Lee, W. Lee, G. H. Hwang, H. C. Ri, H. Baik, H.-S. Oh, Y. W. Lee, L. Gao, H. Huang, S. M. Paek, Y.-J. Jo, C. H. Choi, S. W. Han, S.-I. Choi, ACS Catal.. 2022, 12, 3516.

[19]	J. Kim, Y. Hong, K. Lee, J. Y. Kim, Adv. Energy Mater.. 2020, 10, 2002049.

[20]	Y. Jiao, Y. Zheng, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Chem. Soc. Rev.. 2015, 44, 2060.

[21]	Q. Yin, J. M. Tan, C. Besson, Y. V Geletii, D. G. Musaev, A. E. Kuznetsov, Z. Luo, K. I. Hardcastle, C. L. Hill, Science. 2010, 328, 342.

[22]	M. K. Kabiraz, J. Kim, S.-I. Choi, Bull. Korean Chem. Soc.. 2021, 42, 802.

[23]	M. K. Kabiraz, S.-I. Choi, ChemCatChem. 2023, 15, e202300454.

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

[25]	H. Tao, Y. Gao, N. Talreja, F. Guo, J. Texter, C. Yan, Z. Sun, J. Mater. Chem. A. 2017, 5, 7257.

[26]	Y. Zhang, F. Gao, H. You, Z. Li, B. Zou, Y. Du, Coord. Chem. Rev.. 2022, 450, 214244.

[27]	P. Lang, N. Yuan, Q. Jiang, Y. Zhang, J. Tang, Energy Technol.. 2020, 8, 1900984.

[28]	X. Wang, Z. Li, Y. Qu, T. Yuan, W. Wang, Y. Wu, Y. Li, Chem. 2019, 5, 1486.

[29]	Y. Wang, D. Wang, Y. Li, SmartMat. 2021, 2, 56.

[30]	Z. W. Seh, J. Kibsgaard, C. F. Dickens, I. Chorkendorff, J. K. Nørskov, T. F. Jaramillo, Science. 2017, 355, eaad4998.

[31]	J. Kwag, S. Kim, S. Kang, J. Park, Bull. Korean Chem. Soc.. 2023, 44, 488.

[32]	J. Cui, Q. Chen, X. Li, S. Zhang, Green Chem.. 2021, 23, 6898.

[33]	Y.-L. Zhang, K. Goh, L. Zhao, X.-L. Sui, X.-F. Gong, J.-J. Cai, Q.-Y. Zhou, H.-D. Zhang, L. Li, F.-R. Kong, D.-M. Gu, Z.-B. Wang, Nanoscale. 2020, 12, 21534.

[34]	X. Ren, B. Liu, X. Liang, Y. Wang, Q. Lv, A. Liu, J. Electrochem. Soc.. 2021, 168, 044521.

[35]	C. Zheng, X. Zhang, Z. Zhou, Z. Hu, eScience. 2022, 2, 219.

[36]	H. Yang, Y. Liu, X. Liu, X. Wang, H. Tian, G. I. N. Waterhouse, P. E. Kruger, S. G. Telfer, S. Ma, eScience. 2022, 2, 227.

[37]	Y. Wang, J. Wu, S. Tang, J. Yang, C. Ye, J. Chen, Y. Lei, D. Wang, Angew. Chem., Int. Ed.. 2023, 62, e202219191.

[38]	K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, L. Dai, Science. 2009, 323, 760.

[39]	L. Yang, J. Shui, L. Du, Y. Shao, J. Liu, L. Dai, Z. Hu, Adv. Mater.. 2019, 31, 1804799.

[40]	J. Quílez-Bermejo, E. Morallón, D. Cazorla-Amorós, Carbon. 2020, 165, 434.

[41]	L. Bouleau, S. Pérez-Rodríguez, J. Quílez-Bermejo, M. T. Izquierdo, F. Xu, V. Fierro, A. Celzard, Carbon. 2022, 189, 349.

[42]	H. Singh, S. Zhuang, B. Ingis, B. B. Nunna, E. S. Lee, Carbon. 2019, 151, 160.

[43]	R. Paul, L. Zhu, H. Chen, J. Qu, L. Dai, Adv. Mater.. 2019, 31, 1806403.

[44]	C. Hu, L. Dai, Adv. Mater.. 2019, 31, 1804672.

[45]	R. Paul, Q. Dai, C. Hu, L. Dai, Carbon Energy. 2019, 1, 19.

[46]	W.-J. Niu, J.-Z. He, B.-N. Gu, M.-C. Liu, Y.-L. Chueh, Adv. Funct. Mater.. 2021, 31, 2103558.

[47]	X.-F. Yang, A. Wang, B. Qiao, J. Li, J. Liu, T. Zhang, Acc. Chem. Res.. 2013, 46, 1740.

[48]	J. Lili, X. Shuaishuai, X. Baokai, C. Sheng, Z. Junwu, J. Inorg. Mater.. 2022, 37, 215.

[49]	M. Yu, X. Yuan, J. Guo, N. Tang, S. Ye, J. Liang, L. Jiang, Chemosphere. 2021, 284, 131254.

[50]	Y. Zhao, S. Zhang, R. Shi, G. I. N. Waterhouse, J. Tang, T. Zhang, Mater. Today. 2020, 34, 78.

[51]	W. Yang, X. Zhang, Y. Xie, Nano Today. 2016, 11, 793.

[52]	D. Chen, Y. Zou, S. Wang, Mater. Today Energy. 2019, 12, 250.

[53]	Z. Li, Y. Chen, T. Ma, Y. Jiang, J. Chen, H. Pan, W. Sun, Adv. Energy Mater.. 2021, 11, 2101202.

[54]	K. Yuan, D. Lützenkirchen-Hecht, L. Li, L. Shuai, Y. Li, R. Cao, M. Qiu, X. Zhuang, M. K. H. Leung, Y. Chen, U. Scherf, J. Am. Chem. Soc.. 2020, 142, 2404.

[55]	S. Zhou, X. Yang, X. Xu, S. X. Dou, Y. Du, J. Zhao, J. Am. Chem. Soc.. 2020, 142, 308.

[56]	Y. Wu, J. Cai, Y. Xie, S. Niu, Y. Zang, S. Wu, Y. Liu, Z. Lu, Y. Fang, Y. Guan, X. Zheng, J. Zhu, X. Liu, G. Wang, Y. Qian, Adv. Mater.. 2020, 32, 1904346.

[57]	X. Zheng, P. Cui, Y. Qian, G. Zhao, X. Zheng, X. Xu, Z. Cheng, Y. Liu, S. X. Dou, W. Sun, Angew. Chem., Int. Ed.. 2020, 59, 14533.

[58]	J. Kim, Y. Yang, A. Seong, H.-J. Noh, C. Kim, S. Joo, A. Cho, L. Zhang, J. Zhou, J.-Q. Wang, J. W. Han, J. Mahmood, J.-B. Baek, G. Kim, J. Mater. Chem. A. 2020, 8, 14927.

[59]	C. Liu, A. Tian, Q. Li, T. Wang, G. Qin, S. Li, C. Sun, Adv. Funct. Mater.. 2023, 33, 2210759.

[60]	D. Deng, L. Yu, X. Pan, S. Wang, X. Chen, P. Hu, L. Sun, X. Bao, Chem. Commun.. 2011, 47, 10016.

[61]	X.-F. Li, Q.-K. Li, J. Cheng, L. Liu, Q. Yan, Y. Wu, X.-H. Zhang, Z.-Y. Wang, Q. Qiu, Y. Luo, J. Am. Chem. Soc.. 2016, 138, 8706.

[62]	R. Ma, G. Lin, Y. Zhou, Q. Liu, T. Zhang, G. Shan, M. Yang, J. Wang, npj Comput. Mater.. 2019, 5, 78.

[63]	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.

[64]	T. Kwon, Y. Lim, J. Cho, R. Lawler, B. J. Min, W. A. Goddard, S. S. Jang, J. Y. Kim, Mater. Today. 2022, 58, 135.

[65]	M. Zatoń, J. Rozière, D. J. Jones, Sustainable Energy Fuels. 2017, 1, 409.

[66]	J. Woo, J. S. Lim, J. H. Kim, S. H. Joo, Chem. Commun.. 2021, 57, 7350.

[67]	A. Kulkarni, S. Siahrostami, A. Patel, J. K. Nørskov, Chem. Rev.. 2018, 118, 2302.

[68]	S. Sui, X. Wang, X. Zhou, Y. Su, S. Riffat, C. Liu, J. Mater. Chem. A. 2017, 5, 1808.

[69]	J. K. Nørskov, J. Rossmeisl, A. Logadottir, L. Lindqvist, J. R. Kitchin, T. Bligaard, H. Jónsson, J. Phys. Chem. B. 2004, 108, 17886.

[70]	J. H. Montoya, L. C. Seitz, P. Chakthranont, A. Vojvodic, T. F. Jaramillo, J. K. Nørskov, Nat. Mater.. 2017, 16, 70.

[71]	X. Guo, S. Lin, J. Gu, S. Zhang, Z. Chen, S. Huang, ACS Catal.. 2019, 9, 11042.

[72]	Y. Meng, X. Huang, H. Lin, P. Zhang, Q. Gao, W. Li, Front. Chem.. 2019, 7, 759.

[73]	Y. Li, Y. Tong, F. Peng, J. Energy Chem.. 2020, 48, 308.

[74]	V. Gueskine, M. Vagin, M. Berggren, X. Crispin, I. Zozoulenko, Electrochem. Sci. Adv.. 2023, 3, e2100191.

[75]	N. Ramaswamy, S. Mukerjee, J. Phys. Chem. C. 2011, 115, 18015.

[76]	K. Wan, Z. Yu, X. Li, M. Liu, G. Yang, J. Piao, Z. Liang, ACS Catal.. 2015, 5, 4325.

[77]	C. H. Choi, H.-K. Lim, M. W. Chung, J. C. Park, H. Shin, H. Kim, S. I. Woo, J. Am. Chem. Soc.. 2014, 136, 9070.

[78]	N. Ramaswamy, S. Mukerjee, Adv. Phys. Chem.. 2012, 2012, 491604.

[79]	L. Yu, X. Pan, X. Cao, P. Hu, X. Bao, J. Catal.. 2011, 282, 183.

[80]	X. Zhou, J. Qiao, L. Yang, J. Zhang, Adv. Energy Mater.. 2014, 4, 1301523.

[81]	D. Li, Y. Jia, G. Chang, J. Chen, H. Liu, J. Wang, Y. Hu, Y. Xia, D. Yang, X. Yao, Chem. 2018, 4, 2345.

[82]	J. Ortiz-Medina, Z. Wang, R. Cruz-Silva, A. Morelos-Gomez, F. Wang, X. Yao, M. Terrones, M. Endo, Adv. Mater.. 2019, 31, 1805717.

[83]	K. Choi, S. Kim, ACS Nano. 2022, 16, 16394.

[84]	K.-H. Wu, D.-W. Wang, D.-S. Su, I. R. Gentle, ChemSusChem. 2015, 8, 2772.

[85]	Y. Ji, H. Dong, C. Liu, Y. Li, J. Mater. Chem. A. 2018, 6, 13489.

[86]	F. An, X. Bao, X. Deng, Z. Ma, X. Wang, New Carbon Mater.. 2022, 37, 338.

[87]	X. Liu, L. Dai, Nat. Rev. Mater.. 2016, 1, 16064.

[88]	Y. Jiao, Y. Zheng, K. Davey, S.-Z. Qiao, Nat. Energy. 2016, 1, 16130.

[89]	M. Zhang, L. Dai, Nano Energy. 2012, 1, 514.

[90]	D. Usachov, O. Vilkov, A. Grüneis, D. Haberer, A. Fedorov, V. K. Adamchuk, A. B. Preobrajenski, P. Dudin, A. Barinov, M. Oehzelt, C. Laubschat, D. V. Vyalikh, Nano Lett.. 2011, 11, 5401.

[91]	M. Yang, L. Zhou, J. Wang, Z. Liu, Z. Liu, J. Phys. Chem. C. 2012, 116, 844.

[92]	Y. Shao, Z. Jiang, Q. Zhang, J. Guan, ChemSusChem. 2019, 12, 2133.

[93]	Z. Hou, X. Wang, T. Ikeda, K. Terakura, M. Oshima, M. Kakimoto, Phys. Rev. B. 2013, 87, 165401.

[94]	L. Zhao, R. He, K. T. Rim, T. Schiros, K. S. Kim, H. Zhou, C. Gutiérrez, S. P. Chockalingam, C. J. Arguello, L. Pálová, D. Nordlund, M. S. Hybertsen, D. R. Reichman, T. F. Heinz, P. Kim, A. Pinczuk, G. W. Flynn, A. N. Pasupathy, Science. 2011, 333, 999.

[95]	T. Schiros, D. Nordlund, L. Pálová, D. Prezzi, L. Zhao, K. S. Kim, U. Wurstbauer, C. Gutiérrez, D. Delongchamp, C. Jaye, D. Fischer, H. Ogasawara, L. G. M. Pettersson, D. R. Reichman, P. Kim, M. S. Hybertsen, A. N. Pasupathy, Nano Lett.. 2012, 12, 4025.

[96]	R. A. Sidik, A. B. Anderson, N. P. Subramanian, S. P. Kumaraguru, B. N. Popov, J. Phys. Chem. B. 2006, 110, 1787.

[97]	H. Niwa, K. Horiba, Y. Harada, M. Oshima, T. Ikeda, K. Terakura, J. Ozaki, S. Miyata, J. Power Sources. 2009, 187, 93.

[98]	S.-F. Huang, K. Terakura, T. Ozaki, T. Ikeda, M. Boero, M. Oshima, J. Ozaki, S. Miyata, Phys. Rev. B. 2009, 80, 235410.

[99]	G. Lemes, D. Sebastián, E. Pastor, M. J. Lázaro, J. Power Sources. 2019, 438, 227036.

[100]

J. Guo, S. Zhang, M. Zheng, J. Tang, L. Liu, J. Chen, X. Wang, Int. J. Hydrogen Energy. 2020, 45, 32402.

[101]

L. Lai, J. R. Potts, D. Zhan, L. Wang, C. K. Poh, C. Tang, H. Gong, Z. Shen, J. Lin, R. S. Ruoff, Energy Environ. Sci.. 2012, 5, 7936.

[102]

J. H. Dumont, U. Martinez, K. Artyushkova, G. M. Purdy, A. M. Dattelbaum, P. Zelenay, A. Mohite, P. Atanassov, G. Gupta, ACS Appl. Nano Mater.. 2019, 2, 1675.

[103]

Q. Xiang, Y. Liu, X. Zou, B. Hu, Y. Qiang, D. Yu, W. Yin, C. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018, 10, 10842.

[104]

L. Wang, H. Dong, Z. Guo, L. Zhang, T. Hou, Y. Li, J. Phys. Chem. C. 2016, 120, 17427.

[105]

G. Fazio, L. Ferrighi, C. Di Valentin, J. Catal.. 2014, 318, 203.

[106]

S. Agnoli, M. Favaro, J. Mater. Chem. A. 2016, 4, 5002.

[107]

L. Yang, S. Jiang, Y. Zhao, L. Zhu, S. Chen, X. Wang, Q. Wu, J. Ma, Y. Ma, Z. Hu, Angew. Chem., Int. Ed.. 2011, 50, 7132.

[108]

A. B. Jorge, R. Jervis, A. P. Periasamy, M. Qiao, J. Feng, L. N. Tran, M.-M. Titirici, Adv. Energy Mater.. 2020, 10, 1902494.

[109]

M. Shao, Q. Chang, J.-P. Dodelet, R. Chenitz, Chem. Rev.. 2016, 116, 3594.

[110]

K. Kakaei, M. D. Esrafili, A. Ehsani, in Graphene Surfaces: particles and catalyst.. Elsevier, Amsterdam 2019, 203.

[111]

L. Qin, L. Wang, X. Yang, R. Ding, Z. Zheng, X. Chen, B. Lv, J. Catal.. 2018, 359, 242.

[112]

J. P. V. Tafoya, S. Doszczeczko, M. M. Titirici, A. B. J. Sobrido, Int. J. Hydrogen Energy. 2022, 47, 5462.

[113]

Z. Yao, M. Hu, Z. Iqbal, X. Wang, ACS Catal.. 2020, 10, 160.

[114]

Y. Zheng, Y. Jiao, L. Ge, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem., Int. Ed.. 2013, 52, 3110.

[115]

I. T. Kim, M. J. Song, Y. B. Kim, M. W. Shin, Int. J. Hydrogen Energy. 2016, 41, 22026.

[116]

M. Zhang, H. Tao, Y. Liu, C. Yan, S. Hong, J. Masa, A. W. Robertson, S. Liu, J. Qiu, Z. Sun, ACS Sustainable Chem. Eng.. 2019, 7, 3434.

[117]

F. Banhart, J. Kotakoski, A. V Krasheninnikov, ACS Nano. 2011, 5, 26.

[118]

C. Tang, Q. Zhang, Adv. Mater.. 2017, 29, 1604103.

[119]

H. Jiang, J. Gu, X. Zheng, M. Liu, X. Qiu, L. Wang, W. Li, Z. Chen, X. Ji, J. Li, Energy Environ. Sci.. 2019, 12, 322.

[120]

Q. Wang, Y. Ji, Y. Lei, Y. Wang, Y. Wang, Y. Li, S. Wang, ACS Energy Lett.. 2018, 3, 1183.

[121]

Y. Gong, L. Shen, Z. Kang, K. Liu, Q. Du, D. Ye, H. Zhao, X. A. Sun, J. Zhang, J. Mater. Chem. A. 2020, 8, 21408.

[122]

R. Liu, X. Gao, J. Zhou, H. Xu, Z. Li, S. Zhang, Z. Xie, J. Zhang, Z. Liu, Adv. Mater.. 2017, 29, 1604665.

[123]

R. Matsuoka, R. Sakamoto, K. Hoshiko, S. Sasaki, H. Masunaga, K. Nagashio, H. Nishihara, J. Am. Chem. Soc.. 2017, 139, 3145.

[124]

R. Liu, H. Liu, Y. Li, Y. Yi, X. Shang, S. Zhang, X. Yu, S. Zhang, H. Cao, G. Zhang, Nanoscale. 2014, 6, 11336.

[125]

H. Yu, Y. Xue, Y. Li, Adv. Mater.. 2019, 31, 1803101.

[126]

S. Zhang, Y. Cai, H. He, Y. Zhang, R. Liu, H. Cao, M. Wang, J. Liu, G. Zhang, Y. Li, H. Liu, B. Li, J. Mater. Chem. A. 2016, 4, 4738.

[127]

Y. Wang, X. Jiang, ACS Appl. Mater. Interfaces. 2013, 5, 11597.

[128]

M. Rahsepar, M. R. Nobakht, H. Kim, M. Pakshir, Appl. Surf. Sci.. 2018, 447, 182.

[129]

M. Skorupska, A. Ilnicka, J. P. Lukaszewicz, Sci. Rep.. 2021, 11, 23970.

[130]

C. Ou, H. Chen, H. Wang, Y. Liao, R. Li, H. Liu, Electrochim. Acta. 2021, 380, 138256.

[131]

X. Lu, D. Wang, L. Ge, L. Xiao, H. Zhang, L. Liu, J. Zhang, M. An, P. Yang, New J. Chem.. 2018, 42, 19665.

[132]

J. Lee, S. Noh, N. D. Pham, J. H. Shim, Electrochim. Acta. 2019, 313, 1.

[133]

K. Kakaei, A. Balavandi, J. Colloid Interface Sci.. 2017, 490, 819.

[134]

X. Zhang, X. Wen, C. Pan, X. Xiang, C. Hao, Q. Meng, Z. Q. Tian, P. K. Shen, S. P. Jiang, Chem. Eng. J.. 2022, 431, 133216.

[135]

E. A. A. Nazer, A. Muthukrishnan, Catal. Sci. Technol.. 2020, 10, 6659.

[136]

Y. Zhou, Y. Sun, H. Wang, C. Zhu, J. Gao, D. Wu, H. Huang, Y. Liu, Z. Kang, Inorg. Chem. Front.. 2018, 5, 2985.

[137]

Y. Liao, H. Chen, C. Ou, L. Bao, R. Li, H. Liu, J. Electroanal. Chem.. 2022, 921, 116560.

[138]

C. Cheng, Y. Li, C. Maouche, B. Li, Y. Zhou, S. Wang, X. Cheng, J. Yang, J. Electroanal. Chem.. 2021, 883, 115058.

[139]

J. Huang, J. Han, T. Gao, X. Zhang, J. Li, Z. Li, P. Xu, B. Song, Carbon. 2017, 124, 34.

[140]

J. Liu, L. Wei, H. Wang, G. Lan, H. Yang, J. Shen, Electrochim. Acta. 2020, 364, 137335.

[141]

G. Ren, B. Huang, C. Li, C. Lin, Y. Qian, J. Electroanal. Chem.. 2020, 877, 114732.

[142]

M. Qiao, C. Tang, G. He, K. Qiu, R. Binions, I. P. Parkin, Q. Zhang, Z. Guo, M. M. Titirici, J. Mater. Chem. A. 2016, 4, 12658.

[143]

Q. Li, D. Xu, X. Ou, F. Yan, Chem. Asian J.. 2017, 12, 1816.

[144]

J. Li, Y. Zhang, X. Zhang, J. Huang, J. Han, Z. Zhang, X. Han, P. Xu, B. Song, ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017, 9, 398.

[145]

Y. Zhao, J. Wan, H. Yao, L. Zhang, K. Lin, L. Wang, N. Yang, D. Liu, L. Song, J. Zhu, L. Gu, L. Liu, H. Zhao, Y. Li, D. Wang, Nat. Chem.. 2018, 10, 924.

[146]

Q. Lv, W. Si, Z. Yang, N. Wang, Z. Tu, Y. Yi, C. Huang, L. Jiang, M. Zhang, J. He, Y. Long, ACS Appl. Mater. Interfaces. 2017, 9, 29744.

[147]

M. Li, K. Wang, Q. Lv, Chem. Res. Chin. Univ.. 2021, 37, 1283.

[148]

F. Besharat, F. Ahmadpoor, Z. Nezafat, M. Nasrollahzadeh, N. R. Manwar, P. Fornasiero, M. B. Gawande, ACS Catal.. 2022, 12, 5605.

[149]

Y. Zheng, J. Liu, J. Liang, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Energy Environ. Sci.. 2012, 5, 6717.

[150]

Y. Zheng, Y. Jiao, J. Chen, J. Liu, J. Liang, A. Du, W. Zhang, Z. Zhu, S. C. Smith, M. Jaroniec, G. Q. (Max) Lu, S. Z. Qiao, J. Am. Chem. Soc.. 2011, 133, 20116.

[151]

J. Liang, Y. Zheng, J. Chen, J. Liu, D. Hulicova-Jurcakova, M. Jaroniec, S. Z. Qiao, Angew. Chem., Int. Ed.. 2012, 51, 3892.

[152]

X. Fu, X. Hu, Z. Yan, K. Lei, F. Li, F. Cheng, J. Chen, Chem. Commun.. 2016, 52, 1725.

[153]

Q. Li, S. Song, Z. Mo, L. Zhang, Y. Qian, C. Ge, Appl. Surf. Sci.. 2022, 579, 152006.

[154]

A. K. Mrinalini Kalyani, R. Rajeev, L. Benny, A. R. Cherian, A. Varghese, Mater. Today Chem.. 2023, 30, 101523.

[155]

T. Suter, V. Brázdová, K. McColl, T. S. Miller, H. Nagashima, E. Salvadori, A. Sella, C. A. Howard, C. W. M. Kay, F. Corà, P. F. McMillan, J. Phys. Chem. C. 2018, 122, 25183.

[156]

X. Wang, L. Wang, F. Zhao, C. Hu, Y. Zhao, Z. Zhang, S. Chen, G. Shi, L. Qu, Nanoscale. 2015, 7, 3035.

[157]

I. Y. Kim, S. Kim, S. Premkumar, J.-H. Yang, S. Umapathy, A. Vinu, Small. 2020, 16, 1903572.

[158]

M. Wang, Z. Wu, L. Dai, J. Electroanal. Chem.. 2015, 753, 16.

[159]

P. Selvarajan, M. Fawaz, C. I. Sathish, M. Li, D. Chu, X. Yu, M. B. H. Breesec, J. Yi, A. Vinu, Adv. Energy Sustainable Res.. 2021, 2, 2100104.

[160]

J. L. Garcia, T. Miyao, J. Inukai, B. J. V. Tongol, Mater. Chem. Phys.. 2022, 288, 126415.

[161]

C. Li, X. Li, X. Zhang, X. Yang, L. Wang, W. Lü, J. Electrochem. Soc.. 2020, 167, 100534.

[162]

C. Xu, Q. Han, Y. Zhao, L. Wang, Y. Li, L. Qu, J. Mater. Chem. A. 2015, 3, 1841.

[163]

Z. Pei, J. Zhao, Y. Huang, Y. Huang, M. Zhu, Z. Wang, Z. Chen, C. Zhi, J. Mater. Chem. A. 2016, 4, 12205.

[164]

S. Roy, X. Zhang, A. B. Puthirath, A. Meiyazhagan, S. Bhattacharyya, M. M. Rahman, G. Babu, S. Susarla, S. K. Saju, M. K. Tran, L. M. Sassi, M. A. S. R. Saadi, J. Lai, O. Sahin, S. M. Sajadi, B. Dharmarajan, D. Salpekar, N. Chakingal, A. Baburaj, X. Shuai, A. Adumbumkulath, K. A. Miller, J. M. Gayle, A. Ajnsztajn, T. Prasankumar, V. V. J. Harikrishnan, V. Ojha, H. Kannan, A. Z. Khater, Z. Zhu, S. A. Iyengar, P. A. d. S. Autreto, E. F. Oliveira, G. Gao, A. G. Birdwell, M. R. Neupane, T. G. Ivanov, J. Taha-Tijerina, R. M. Yadav, S. Arepalli, R. Vajtai, P. M. Ajayan, Adv. Mater.. 2021, 33, 2101589.

[165]

M. Rafiq, X. Hu, Z. Ye, A. Qayum, H. Xia, L. Hu, F. Lu, P. K. Chu, Nano Energy. 2022, 91, 106661.

[166]

A. F. Khan, E. P. Randviir, D. A. C. Brownson, X. Ji, G. C. Smith, C. E. Banks, Electroanalysis. 2017, 29, 622.

[167]

P. Marbaniang, I. Patil, M. Lokanathan, H. Parse, D. Catherin Sesu, S. Ingavale, B. Kakade, ACS Sustainable Chem. Eng.. 2018, 6, 11115.

[168]

I. M. Patil, M. Lokanathan, B. Kakade, J. Mater. Chem. A. 2016, 4, 4506.

[169]

I. M. Patil, C. P. Jijil, M. Lokanathan, A. Swami, B. Kakade, Sustainable Energy Fuels. 2018, 2, 252.

[170]

I. M. Patil, M. Lokanathan, B. Ganesan, A. Swami, B. Kakade, Chem. Eur. J.. 2017, 23, 676.

[171]

R. Kumar, K. Gopalakrishnan, I. Ahmad, C. N. R. Rao, Adv. Funct. Mater.. 2015, 25, 5910.

[172]

M. Fan, Z. Wang, Y. Zhao, Q. Yuan, J. Cui, J. Raj, K. Sun, A. Wang, J. Wu, H. Sun, B. Li, L. Wang, J. Jiang, Carbon Energy. 2023, 5, e309.

[173]

S. Thomas, M. S. Manju, K. M. Ajith, S. U. Lee, M. Asle Zaeem, Phys. E. 2020, 123, 114180.

[174]

Y. K. Recepoglu, A. Y. Goren, V. Vatanpour, Y. Yoon, A. Khataee, Desalination. 2022, 533, 115782.

[175]

J. Wang, J. Hao, D. Liu, S. Qin, D. Portehault, Y. Li, Y. Chen, W. Lei, ACS Energy Lett.. 2017, 2, 306.

[176]

S. Angizi, M. A. Akbar, M. Darestani-Farahani, P. Kruse, ECS J. Solid State Sci. Technol.. 2020, 9, 83004.

[177]

M. A. Ahsan, T. He, K. Eid, A. M. Abdullah, M. L. Curry, A. Du, A. R. Puente Santiago, L. Echegoyen, J. C. Noveron, J. Am. Chem. Soc.. 2021, 143, 1203.

[178]

P. Marbaniang, S. Ingavale, D. Catherin, N. Ramgir, A. Swami, B. Kakade, J. Catal.. 2019, 378, 104.

[179]

L. Qu, Z. Zhang, H. Zhang, H. Zhang, S. Dong, Appl. Surf. Sci.. 2018, 448, 618.

[180]

M. Koleśnik-Gray, L. Meingast, M. Siebert, T. Unbehaun, T. Huf, G. Ellrott, G. Abellán, S. Wild, V. Lloret, U. Mundloch, J. Schwarz, M. Niebauer, M. Szabo, M. Rommel, A. Hutzler, F. Hauke, A. Hirsch, V. Krstić, npj 2D Mater. Appl.. 2023, 7, 21.

[181]

F. Xia, H. Wang, J. C. M. Hwang, A. H. C. Neto, L. Yang, Nat. Rev. Phys.. 2019, 1, 306.

[182]

J. Qiao, X. Kong, Z.-X. Hu, F. Yang, W. Ji, Nat. Commun.. 2014, 5, 4475.

[183]

L. Shulenburger, A. D. Baczewski, Z. Zhu, J. Guan, D. Tománek, Nano Lett.. 2015, 15, 8170.

[184]

J. Xiao, M. Long, X. Zhang, J. Ouyang, H. Xu, Y. Gao, Sci. Rep.. 2015, 5, 9961.

[185]

G. Long, D. Maryenko, J. Shen, S. Xu, J. Hou, Z. Wu, W. K. Wong, T. Han, J. Lin, Y. Cai, R. Lortz, N. Wang, Nano Lett.. 2016, 16, 7768.

[186]

X. Ling, H. Wang, S. Huang, F. Xia, M. S. Dresselhaus, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.. 2015, 112, 4523.

[187]

X.-X. Xue, S. Shen, X. Jiang, P. Sengdala, K. Chen, Y. Feng, J. Phys. Chem. Lett.. 2019, 10, 3440.

[188]

J. Zhu, X. Jiang, Y. Yang, Q. Chen, X.-X. Xue, K. Chen, Y. Feng, Phys. Chem. Chem. Phys.. 2019, 21, 22939.

[189]

X. Wang, R. K. M. Raghupathy, C. J. Querebillo, Z. Liao, D. Li, K. Lin, M. Hantusch, Z. Sofer, B. Li, E. Zschech, I. M. Weidinger, T. D. Kühne, H. Mirhosseini, M. Yu, X. Feng, Adv. Mater.. 2021, 33, 2008752.