Well-defined nanostructures of high entropy alloys for electrocatalysis

Abstract

High-entropy alloys (HEAs) have attracted significant attention for electrocatalytic energy conversion by virtue of their promisingly high efficiency, stability, and low cost. Recently, encouraging progress has been made in tuning the structure and composition of HEAs used in electrolyzers and fuel cells. However, the understanding on the synthetic methods and the structure-property-performance relationship of well-defined HEAs nanostructures is still inadequate. To gain insight into the future research directions on HEAs for electrocatalysis, in this paper, the synthetic methods commonly used to obtain well-defined HEAs nanostructures (0D nanoparticles, 1D nanowires, 2D nanosheets/nanoplates, 3D nanoporous structures, and other three-dimensional morphologies) are first summarized. Then, the authors discuss the application of well-defined HEAs nanostructures in several typical electrocatalytic reactions, including hydrogen evolution reaction, oxygen evolution reaction, oxygen reduction reaction, alcohol oxidation reaction, carbon dioxide reduction reaction, nitrogen reduction reaction, and formic acid oxidation reaction. Finally, a practical perspective on the future research directions on well-defined HEAs nanostructured electrocatalysts is provided.

Keywords

electrocatalytic reactions / high-entropy alloys / well-defined nanostructures

References

[1] a) G. Centi, E. A. Quadrelli, S. Perathoner, Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1711; b) C. Kim, F. Dionigi, V. Beermann, X. Wang, T. Moller, P. Strasser, Adv. Mater. 2019, 31, 1805617.

[2] Y. Chen, T. Cheng, W. A. Goddard, III, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 8625.

[3] L. Li, P. Wang, Q. Shao, X. Huang, Adv. Mater. 2021, 33, 2004243.

[4] Y. Li, H. Wang, C. Priest, S. Li, P. Xu, G. Wu, Adv. Mater. 2021, 33, 2000381.

[5] a) X. Fan, C. Liu, M. Wu, B. Gao, L. Zheng, Y. Zhang, H. Zhang, Q. Gao, X. Cao, Y. Tang, Appl. Catal., B. 2022, 318, 121867; b) X. Li, X. Liu, C. Zhang, R. Wang, G. Wei, T. Yang, J. Zhang, Y. Chen, S. Gao, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 20453; c) T. Ma, H. Cao, S. Li, S. Cao, Z. Zhao, Z. Wu, R. Yan, C. Yang, Y. Wang, P. A. van Aken, L. Qiu, Y. G. Wang, C. Cheng, Adv. Mater. 2022, 34, 2206368.

[6] a) M. E. Kreider, G. T. K. K. Gunasooriya, Y. Liu, J. A. Zamora Zeledón, E. Valle, C. Zhou, J. H. Montoya, A. Gallo, R. Sinclair, J. K. Nørskov, M. B. Stevens, T. F. Jaramillo, ACS Catal. 2022, 12, 10826; b) C. Ouyang, L. Zheng, Q. Zhang, X. Wang, Adv. Mater. 2022, 34, 2205372; c) Y. Song, W. Li, Y. Ma, S. Tang, H. Wang, Q. Wang, J. Power Sources 2022, 545, 231913.

[7] D. R. Paudel, U. N. Pan, R. B. Ghising, P. P. Dhakal, V. A. Dinh, H. Wang, N. H. Kim, J. H. Lee, Nano Energy 2022, 102, 107712.

[8] a) J. Feng, K. Zhou, C. Liu, Q. Hu, H. Fang, H. Yang, C. He, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 38717; b) Q. Lei, L. Huang, J. Yin, B. Davaasuren, Y. Yuan, X. Dong, Z. P. Wu, X. Wang, K. X. Yao, X. Lu, Y. Han, Nat. Commun. 2022, 13, 4857; c) B. Ren, Z. Zhang, G. Wen, X. Zhang, M. Xu, Y. Weng, Y. Nie, H. Dou, Y. Jiang, Y. P. Deng, G. Sun, D. Luo, L. Shui, X. Wang, M. Feng, A. Yu, Z. Chen, Adv. Mater. 2022, 34, 2204637; d) J. Wang, Y. Chen, S. Zhang, C. Yang, J. Y. Zhang, Y. Su, G. Zheng, X. Fang, Small 2022, 18, 2202238.

[9] a) S. Bian, Q. Liu, X. Zhang, C. Ma, Y. Zhang, Z. Cheng, Y. Kang, W. Lu, P. K. Chu, X. F. Yu, J. Wang, Small 2022, 18, 2203284; b) T. Dai, Z. Wang, Z. Wen, X. Lang, Q. Jiang, ChemSusChem 2022, 15, e202201189; c) L. Lin, F. Wei, R. Jiang, Y. Huang, S. Lin, Nano Res. 2023, 16, 309.

[10] a) J. N. Hausmann, P. V. Menezes, G. Vijaykumar, K. Laun, T. Diemant, I. Zebger, T. Jacob, M. Driess, P. W. Menezes, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2202098; b) J. Li, F. Yang, Y. Du, M. Jiang, X. Cai, Q. Hu, J. Zhang, Chem. Eng. J. 2023, 451, 138646.

[11] S. Shi, B. Wang, Y. Wang, Y. Yang, Z. Zhang, Y. Xu, Y. Suo, Fuel 2022, 330, 125516.

[12] a) X. Mo, X. Gao, A. V. Gillado, H. Y. Chen, Y. Chen, Z. Guo, H. L. Wu, E. C. M. Tse, ACS Nano 2022, 16, 12202; b) H. Mou, Q. Chang, Z. Xie, S. Hwang, S. Kattel, J. G. Chen, Appl. Catal., B. 2022, 316, 121648; c) M. Xie, B. Zhang, Z. Jin, P. Li, G. Yu, ACS Nano 2022, 16, 13715; d) J. Zhu, L. Xia, R. Yu, R. Lu, J. Li, R. He, Y. Wu, W. Zhang, X. Hong, W. Chen, Y. Zhao, L. Zhou, L. Mai, Z. Wang, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 15529; e) H. Tian, R. Zhu, P. Deng, J. Li, W. Huang, Q. Chen, Y. Q. Su, C. Jia, Z. Liu, Y. Shen, X. Tian, Small 2022, 18, 2203506; f) G. Zhang, D. Cao, S. Guo, Y. Fang, Q. Wang, S. Cheng, W. Zuo, Z. Yang, P. Cui, Small 2022, 18, 2202587.

[13] a) Q. Wang, Y. Lei, Y. Wang, Y. Liu, C. Song, J. Zeng, Y. Song, X. Duan, D. Wang, Y. Li, Energy Environ. Sci. 2020, 13, 1593; b) A. Zhang, Y. Liang, H. Zhang, Z. Geng, J. Zeng, Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 9817; c) C.-X. Zhao, H.-F. Wang, B.-Q. Li, Q. Zhang, Acc. Mater. Res. 2021, 2, 1082; d) Z. Zhao, J. Hao, B. Jia, X. Zhang, G. Wu, C. Zhang, L. Li, S. Gao, Y. Ma, Y. Li, P. Lu, J. Energy Chem. 2023, 83, 79; e) Y. Zhu, Q. Qian, Y. Chen, X. He, X. Shi, W. Wang, Z. Li, Y. Feng, G. Zhang, F. Cheng, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2300547.

[14] W. Zhang, P. K. Liaw, Y. Zhang, Sci. China Mater. 2018, 61, 2.

[15] a) T. Wang, A. Chutia, D. J. L. Brett, P. R. Shearing, G. He, G. Chai, I. P. Parkin, Energy Environ. Sci. 2021, 14, 2639; b) H. Zhou, F. Yu, J. Sun, H. Zhu, I. K. Mishra, S. Chen, Z. Ren, Nano Lett. 2016, 16, 7604; c) M. Tekalgne, A. Hasani, Q. Van Le, S. Y. Kim, Funct. Compos. Struct. 2019, 1, 012001.

[16] a) P. Xie, Y. Yao, Z. Huang, Z. Liu, J. Zhang, T. Li, G. Wang, R. Shahbazian-Yassar, L. Hu, C. Wang, Nat. Commun. 2019, 10, 4011; b) S. Liu, Z. Hu, Y. Wu, J. Zhang, Y. Zhang, B. Cui, C. Liu, S. Hu, N. Zhao, X. Han, A. Cao, Y. Chen, Y. Deng, W. Hu, Adv. Mater. 2020, 32, 2006034; c) Y. Yao, Z. Liu, P. Xie, Z. Huang, T. Li, D. Morris, Z. Finfrock, J. Zhou, M. Jiao, J. Gao, Y. Mao, J. Miao, P. Zhang, R. Shahbazian-Yassar, C. Wang, G. Wang, L. Hu, Sci. Adv. 2020, 6, eaaz0510.

[17] a) Y. Luo, S. Hao, S. Cai, T. J. Slade, Z. Z. Luo, V. P. Dravid, C. Wolverton, Q. Yan, M. G. Kanatzidis, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 15187; b) Z. Zhang, J. Hu, B. Li, Q. Qi, Y. Zhang, J. Chen, P. Dong, C. Zhang, Y. Zhang, M. K. H. Leung, J. Alloys Compd. 2022, 918, 165585; c) O. El-Atwani, N. Li, M. Li, A. Devaraj, J. K. S. Baldwin, M. M. Schneider, D. Sobieraj, J. S. Wróbel, D. Nguyen-Manh, S. A. Maloy, E. Martinez, Sci. Adv. 2019, 5, eaav2002.

[18] Z. Pu, I. S. Amiinu, R. Cheng, P. Wang, C. Zhang, S. Mu, W. Zhao, F. Su, G. Zhang, S. Liao, S. Sun, Nano-Micro Lett. 2020, 12, 21.

[19] a) K. Zhang, X. Xia, S. Deng, D. Xie, Y. Lu, Y. Wang, J. Wu, X. Wang, J. Tu, J. Energy Chem. 2019, 37, 13; b) H. H. Li, S. Y. Ma, Q. Q. Fu, X. J. Liu, L. Wu, S. H. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 7862.

[20] a) S. Deng, S. Shen, Y. Zhong, K. Zhang, J. Wu, X. Wang, X. Xia, J. Tu, J. Energy Chem. 2017, 26, 1203; b) X. Jin, T.-H. Gu, K.-G. Lee, M. J. Kim, M. S. Islam, S.-J. Hwang, Coord. Chem. Rev. 2020, 415, 213280.

[21] a) Y. Qiao, M. Peng, J. Lan, K. Jiang, D. Chen, Y. Tan, J. Mater. Chem. A 2023, 11, 495; b) I. Johnson, J. Han, M. Chen, Acc. Mater. Res. 2022, 3, 1011.

[22] J.-T. Ren, L. Chen, H.-Y. Wang, Z.-Y. Yuan, Chem. Soc. Rev. 2023, 52, 8319.

[23] J. W. Yeh, S. K. Chen, S. J. Lin, J. Y. Gan, T. S. Chin, T. T. Shun, C. H. Tsau, S. Y. Chang, Adv. Eng. Mater. 2004, 6, 299.

[24] B. Cantor, I. T. H. Chang, P. Knight, A. J. B. Vincent, Mater. Sci. Eng., A 2004, 375-377, 213.

[25] Y. Zhang, T. T. Zuo, Z. Tang, M. C. Gao, K. A. Dahmen, P. K. Liaw, Z. P. Lu, Prog. Mater Sci. 2014, 61, 1.

[26] E. P. George, D. Raabe, R. O. Ritchie, Nat. Rev. Mater. 2019, 4, 515.

[27] X. Huang, G. Yang, S. Li, H. Wang, Y. Cao, F. Peng, H. Yu, J. Energy Chem. 2022, 68, 721.

[28] J.-W. Yeh, Ann. Chim. 2006, 31, 633.

[29] X. Wang, W. Guo, Y. Fu, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 663.

[30] J. K. Pedersen, T. A. A. Batchelor, A. Bagger, J. Rossmeisl, ACS Catal. 2020, 10, 2169.

[31] J.-W. Yeh, Jom 2013, 65, 1759.

[32] J.-W. Yeh, S.-Y. Chang, Y.-D. Hong, S.-K. Chen, S.-J. Lin, Mater. Chem. Phys. 2007, 103, 41.

[33] a) Q. Shao, P. Wang, X. Huang, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1806419; b) C. Xie, Z. Niu, D. Kim, M. Li, P. Yang, Chem. Rev. 2020, 120, 1184.

[34] H. Li, J. Lai, Z. Li, L. Wang, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2106715.

[35] Y. Yao, Q. Dong, A. Brozena, J. Luo, J. Miao, M. Chi, C. Wang, I. G. Kevrekidis, Z. J. Ren, J. Greeley, G. Wang, A. Anapolsky, L. Hu, Science 2022, 376, eabn3103.

[36] K. Y. Tsai, M. H. Tsai, J. W. Yeh, Acta Mater. 2013, 61, 4887.

[37] D. B. Miracle, O. N. Senkov, Acta Mater. 2017, 122, 448.

[38] a) K. Li, W. Chen, Mater. Today Energy 2021, 20, 100638; b) Y.-C. Qin, F.-Q. Wang, X.-M. Wang, M.-W. Wang, W.-L. Zhang, W.-K. An, X.-P. Wang, Y.-L. Ren, X. Zheng, D.-C. Lv, A. Ahmad, Rare Met. 2021, 40, 2354; c) Y. Xin, S. Li, Y. Qian, W. Zhu, H. Yuan, P. Jiang, R. Guo, L. Wang, ACS Catal. 2020, 10, 11280.

[39] N. Kumar, C. S. Tiwary, K. Biswas, J. Mater. Sci. 2018, 53, 13411.

[40] Q. Wu, Z. Wang, F. He, L. Wang, J. Luo, J. Li, J. Wang, Metall. Mater. Trans. A 2018, 49, 4986.

[41] Y. Yao, Z. Huang, P. Xie, S. D. Lacey, R. J. Jacob, H. Xie, F. Chen, A. Nie, T. Pu, M. Rehwoldt, D. Yu, M. R. Zachariah, C. Wang, R. Shahbazian-Yassar, J. Li, L. Hu, Science 2018, 359, 1489.

[42] S. Gao, S. Hao, Z. Huang, Y. Yuan, S. Han, L. Lei, X. Zhang, R. Shahbazian-Yassar, J. Lu, Nat. Commun. 2020, 11, 2016.

[43] M. Bondesgaard, N. L. N. Broge, A. Mamakhel, M. Bremholm, B. B. Iversen, Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1905933.

[44] D. Wu, K. Kusada, T. Yamamoto, T. Toriyama, S. Matsumura, S. Kawaguchi, Y. Kubota, H. Kitagawa, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 13833.

[45] M. Liu, Z. Zhang, F. Okejiri, S. Yang, S. Zhou, S. Dai, Adv. Mater. Interfaces 2019, 6, 1900015.

[46] F. Okejiri, Z. Yang, H. Chen, C.-L. Do-Thanh, T. Wang, S. Yang, S. Dai, Nano Res. 2021, 15, 4792.

[47] H. Zhu, Z. Zhu, J. Hao, S. Sun, S. Lu, C. Wang, P. Ma, W. Dong, M. Du, Chem. Eng. J. 2022, 431, 133251.

[48] D. Wu, L. Yao, M. Ricci, J. Li, R. Xie, Z. Peng, Chem. Mater. 2021, 34, 266.

[49] J. Zhu, L. Hu, P. Zhao, L. Y. S. Lee, K. Y. Wong, Chem. Rev. 2020, 120, 851.

[50] D. Strmcnik, P. P. Lopes, B. Genorio, V. R. Stamenkovic, N. M. Markovic, Nano Energy 2016, 29, 29.

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

[52] H. Li, Y. Han, H. Zhao, W. Qi, D. Zhang, Y. Yu, W. Cai, S. Li, J. Lai, B. Huang, L. Wang, Nat. Commun. 2020, 11, 5437.

[53] Z. Jin, J. Lv, H. Jia, W. Liu, H. Li, Z. Chen, X. Lin, G. Xie, X. Liu, S. Sun, H. J. Qiu, Small 2019, 15, 1904180.

[54] D. Wu, K. Kusada, T. Yamamoto, T. Toriyama, S. Matsumura, I. Gueye, O. Seo, J. Kim, S. Hiroi, O. Sakata, S. Kawaguchi, Y. Kubota, H. Kitagawa, Chem. Sci. 2020, 11, 12731.

[55] G. Feng, F. Ning, J. Song, H. Shang, K. Zhang, Z. Ding, P. Gao, W. Chu, D. Xia, J. Am. Chem. Soc. 2021, 143, 17117.

[56] D. Feng, Y. Dong, P. Nie, L. Zhang, Z.-A. Qiao, Chem. Eng. J. 2022, 430, 132883.

[57] J. T. L. Gamler, K. Shin, H. M. Ashberry, Y. Chen, S. L. A. Bueno, Y. Tang, G. Henkelman, S. E. Skrabalak, Nanoscale 2020, 12, 2532.

[58] a) L. Zhong, S. Li, ACS Catal. 2020, 10, 4313; b) J. Zhao, J. Lian, Z. Zhao, X. Wang, J. Zhang, Nano-Micro Lett. 2023, 15, 19.

[59] D. Tian, S. R. Denny, K. Li, H. Wang, S. Kattel, J. G. Chen, Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 12338.

[60] a) Y. Zhu, J. Peng, X. Zhu, L. Bu, Q. Shao, C. W. Pao, Z. Hu, Y. Li, J. Wu, X. Huang, Nano Lett. 2021, 21, 6625; b) C. Chen, Y. Kang, Z. Huo, Z. Zhu, W. Huang, H. L. Xin, J. D. Snyder, D. Li, J. A. Herron, M. Mavrikakis, M. Chi, K. L. More, Y. Li, N. M. Markovic, G. A. Somorjai, P. Yang, V. R. Stamenkovic, Science 2014, 343, 1339.

[61] Y. Chen, X. Zhan, S. L. A. Bueno, I. H. Shafei, H. M. Ashberry, K. Chatterjee, L. Xu, Y. Tang, S. E. Skrabalak, Nanoscale Horiz. 2021, 6, 231.

[62] S. Nellaiappan, N. K. Katiyar, R. Kumar, A. Parui, K. D. Malviya, K. G. Pradeep, A. K. Singh, S. Sharma, C. S. Tiwary, K. Biswas, ACS Catal. 2020, 10, 3658.

[63] D. Zhang, H. Zhao, X. Wu, Y. Deng, Z. Wang, Y. Han, H. Li, Y. Shi, X. Chen, S. Li, J. Lai, B. Huang, L. Wang, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2006939.

[64] a) M. Gouiza, J. Naliboff, Nat. Commun. 2021, 12, 4653; b) X. Chen, Q. Wang, Z. Cheng, M. Zhu, H. Zhou, P. Jiang, L. Zhou, Q. Xue, F. Yuan, J. Zhu, X. Wu, E. Ma, Nature 2021, 592, 712.

[65] G. Zhu, Y. Jiang, H. Yang, H. Wang, Y. Fang, L. Wang, M. Xie, P. Qiu, W. Luo, Adv. Mater. 2022, 34, 2110128.

[66] a) Y. Y. Birdja, E. Pérez-Gallent, M. C. Figueiredo, A. J. Göttle, F. Calle-Vallejo, M. T. M. Koper, Nat. Energy 2019, 4, 732; b) N. Han, P. Ding, L. He, Y. Li, Y. Li, Adv. Energy Mater. 2020, 10, 1902338.

[67] F. Pan, Y. Yang, Energy Environ. Sci. 2020, 13, 2275.

[68] J. Graciani, K. Mudiyanselage, F. Xu, A. E. Baber, J. Evans, S. D. Senanayake, D. J. Stacchiola, P. Liu, J. Hrbek, J. F. Sanz, J. A. Rodriguez, Science 2014, 345, 546.

[69] Y. Luo, G.-F. Chen, L. Ding, X. Chen, L.-X. Ding, H. Wang, Joule 2019, 3, 279.

[70] a) J. Lim, C. A. Fernández, S. W. Lee, M. C. Hatzell, ACS Energy Lett. 2021, 6, 3676; b) D. Yan, H. Li, C. Chen, Y. Zou, S. Wang, Small Methods 2019, 3, 1800331; c) D. E. Canfield, A. N. Glazer, P. G. Falkowski, Science 2010, 330, 192.

[71] J. Chen, H. Cheng, L.-X. Ding, H. Wang, Mater. Chem. Front. 2021, 5, 5954.

[72] Y.-f. Yu, W. Zhang, F.-l. Sun, Q.-j. Fang, J.-k. Pan, W.-x. Chen, G.-l. Zhuang, Mol. Catal. 2022, 519, 112141.

[73] S. Xu, M. Wang, G. Saranya, N. Chen, L. Zhang, Y. He, L. Wu, Y. Gong, Z. Yao, G. Wang, Z. Wang, S. Zhao, H. Tang, M. Chen, H. Gou, Appl. Catal., B. 2020, 268, 118385.

[74] Y. Mei, Y. Feng, C. Zhang, Y. Zhang, Q. Qi, J. Hu, ACS Catal. 2022, 12, 10808.

[75] S. Wang, W. Huo, F. Fang, Z. Xie, J. K. Shang, J. Jiang, Chem. Eng. J. 2022, 429, 132410.

[76] J. Li, S. Z. Jilani, H. Lin, X. Liu, K. Wei, Y. Jia, P. Zhang, M. Chi, Y. J. Tong, Z. Xi, S. Sun, Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 11527.

[77] a) Y. Wang, M. Zheng, Y. Li, C. Ye, J. Chen, J. Ye, Q. Zhang, J. Li, Z. Zhou, X. Z. Fu, J. Wang, S. G. Sun, D. Wang, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, e202115735; b) Y. Wang, X. Zheng, D. Wang, Nano Res. 2022, 15, 1730.

[78] Q. Tan, C. Shu, J. Abbott, Q. Zhao, L. Liu, T. Qu, Y. Chen, H. Zhu, Y. Liu, G. Wu, ACS Catal. 2019, 9, 6362.

[79] a) Y. Zhang, Y. Shi, R. Chen, L. Tao, C. Xie, D. Liu, D. Yan, S. Wang, J. Mater. Chem. A 2018, 6, 23028; b) Y. Wang, M. Zheng, Y. Li, J. Chen, J. Ye, C. Ye, S. Li, J. Wang, Y. Zhu, S.-G. Sun, D. Wang, Nano Lett. 2023, 23, 8194.

[80] L. Fan, Y. Ji, G. Wang, J. Chen, K. Chen, X. Liu, Z. Wen, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 7224.

[81] K. Zeng, J. Zhang, W. Gao, L. Wu, H. Liu, J. Gao, Z. Li, J. Zhou, T. Li, Z. Liang, B. Xu, Y. Yao, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2204643.

[82] G. Lee, N.-A. Nguyen, V.-T. Nguyen, L. L. Larina, E. Chuluunbat, E. Park, J. Kim, H.-S. Choi, M. Keidar, J. Solid State Chem. 2022, 314, 123388.

[83] Y. Lu, K. Huang, X. Cao, L. Zhang, T. Wang, D. Peng, B. Zhang, Z. Liu, J. Wu, Y. Zhang, C. Chen, Y. Huang, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2110645.

[84] H. Minamihara, K. Kusada, D. Wu, T. Yamamoto, T. Toriyama, S. Matsumura, L. S. R. Kumara, K. Ohara, O. Sakata, S. Kawaguchi, Y. Kubota, H. Kitagawa, J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 11525.

[85] X. Wang, Q. Peng, X. Zhang, X. Lv, X. Wang, Y. Fu, J. Colloid Interface Sci. 2022, 607, 1580.

[86] H. Chen, C. Guan, H. Feng, ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, 9810.

[87] K. Huang, D. Peng, Z. Yao, J. Xia, B. Zhang, H. Liu, Z. Chen, F. Wu, J. Wu, Y. Huang, Chem. Eng. J. 2021, 425, 131533.

[88] J. Huang, P. Wang, P. Li, H. Yin, D. Wang, J. Mater. Sci. Technol. 2021, 93, 110.

[89] C. Cai, Z. Xin, X. Zhang, J. Cui, H. Lv, W. Ren, C. Gao, B. Cai, Catalysts 2022, 12, 1050.

[90] Y. Yu, F. Xia, C. Wang, J. Wu, X. Fu, D. Ma, B. Lin, J. Wang, Q. Yue, Y. Kang, Nano Res. 2022, 15, 7868.

[91] R. Nandan, G. Raj, K. K. Nanda, ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 16108.

[92] D. Wang, Z. Chen, Y.-C. Huang, W. Li, J. Wang, Z. Lu, K. Gu, T. Wang, Y. Wu, C. Chen, Y. Zhang, X. Huang, L. Tao, C.-L. Dong, J. Chen, C. V. Singh, S. Wang, Sci. China Mater. 2021, 64, 2454.

[93] S. L. Zhang, X. F. Lu, Z. P. Wu, D. Luan, X. W. D. Lou, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 19068.

[94] C. Zhan, Y. Xu, L. Bu, H. Zhu, Y. Feng, T. Yang, Y. Zhang, Z. Yang, B. Huang, Q. Shao, X. Huang, Nat. Commun. 2021, 12, 6261.

[95] S. Li, J. Wang, X. Lin, G. Xie, Y. Huang, X. Liu, H. J. Qiu, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2007129.

[96] a) W. Zhang, Y. Yang, B. Huang, F. Lv, K. Wang, N. Li, M. Luo, Y. Chao, Y. Li, Y. Sun, Z. Xu, Y. Qin, W. Yang, J. Zhou, Y. Du, D. Su, S. Guo, Adv. Mater. 2019, 31, 1805833; b) H. Xu, H. Shang, C. Wang, Y. Du, Adv. Funct. Mater. 2020, 30, 2000793.

[97] H. Li, M. Sun, Y. Pan, J. Xiong, H. Du, Y. Yu, S. Feng, Z. Li, J. Lai, B. Huang, L. Wang, Appl. Catal., B. 2022, 312, 121431.

[98] D. Fan, K. Guo, Y. Zhang, Q. Hao, M. Han, D. Xu, J. Colloid Interface Sci. 2022, 625, 1012.

[99] Z. Jin, J. Lyu, Y.-L. Zhao, H. Li, X. Lin, G. Xie, X. Liu, J.-J. Kai, H.-J. Qiu, ACS Mater. Lett. 2020, 2, 1698.

[100] a) F. Saleem, B. Xu, B. Ni, H. Liu, F. Nosheen, H. Li, X. Wang, Adv. Mater. 2015, 27, 2013; b) J. W. Hong, Y. Kim, D. H. Wi, S. Lee, S. U. Lee, Y. W. Lee, S. I. Choi, S. W. Han, Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 2753; c) H. Duan, N. Yan, R. Yu, C. R. Chang, G. Zhou, H. S. Hu, H. Rong, Z. Niu, J. Mao, H. Asakura, T. Tanaka, P. J. Dyson, J. Li, Y. Li, Nat. Commun. 2014, 5, 3093.

[101] X. Fu, J. Zhang, S. Zhan, F. Xia, C. Wang, D. Ma, Q. Yue, J. Wu, Y. Kang, ACS Catal. 2022, 12, 11955.

[102] A. Mahmood, N. Xie, M. A. Ud Din, F. Saleem, H. Lin, X. Wang, Chem. Sci. 2017, 8, 4292.

[103] C. Zhan, L. Bu, H. Sun, X. Huang, Z. Zhu, T. Yang, H. Ma, L. Li, Y. Wang, H. Geng, W. Wang, H. Zhu, C. W. Pao, Q. Shao, Z. Yang, W. Liu, Z. Xie, X. Huang, Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, e202213783.

[104] M. A. Ud Din, F. Saleem, B. Ni, Y. Yong, X. Wang, Adv. Mater. 2017, 29, 1604994.

[105] G. Ferey, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 191.

[106] a) B. C. Tappan, S. A. Steiner, 3rd, E. P. Luther, Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4544; b) J. Zhang, C. M. Li, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7016; c) J. Erlebacher, M. J. Aziz, A. Karma, N. Dimitrov, K. Sieradzki, Nature 2001, 410, 450.

[107] H. Liu, H. Qin, J. Kang, L. Ma, G. Chen, Q. Huang, Z. Zhang, E. Liu, H. Lu, J. Li, N. Zhao, Chem. Eng. J. 2022, 435, 134898.

[108] R. Q. Yao, Y. T. Zhou, H. Shi, W. B. Wan, Q. H. Zhang, L. Gu, Y. F. Zhu, Z. Wen, X. Y. Lang, Q. Jiang, Adv. Funct. Mater. 2021, 31, 2009613.

[109] H.-J. Qiu, G. Fang, Y. Wen, P. Liu, G. Xie, X. Liu, S. Sun, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 6499.

[110] S. Li, X. Tang, H. Jia, H. Li, G. Xie, X. Liu, X. Lin, H.-J. Qiu, J. Catal. 2020, 383, 164.

[111] H.-J. Qiu, G. Fang, J. Gao, Y. Wen, J. Lv, H. Li, G. Xie, X. Liu, S. Sun, ACS Mater. Lett. 2019, 1, 526.

[112] Z. Chen, J. Wen, C. Wang, X. Kang, Small 2022, 18, 2204255.

[113] a) Z. Mei, Y. Li, M. Fan, L. Zhao, J. Zhao, Chem. Eng. J. 2015, 259, 293; b) R. Wan, M. Luo, J. Wen, S. Liu, X. Kang, Y. Tian, J. Energy Chem. 2022, 69, 44.

[114] X. Wang, Q. Dong, H. Qiao, Z. Huang, M. T. Saray, G. Zhong, Z. Lin, M. Cui, A. Brozena, M. Hong, Q. Xia, J. Gao, G. Chen, R. Shahbazian-Yassar, D. Wang, L. Hu, Adv. Mater. 2020, 32, 2002853.

[115] X. Zuo, R. Yan, L. Zhao, Y. Long, L. Shi, Q. Cheng, D. Liu, C. Hu, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 14857.

[116] a) R. Du, J. O. Joswig, R. Hubner, L. Zhou, W. Wei, Y. Hu, A. Eychmuller, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 8293; b) G. Han, M. Li, H. Liu, W. Zhang, L. He, F. Tian, Y. Liu, Y. Yu, W. Yang, S. Guo, Adv. Mater. 2022, 34, 2202943.

[117] a) Y. Li, C. K. Peng, H. Hu, S. Y. Chen, J. H. Choi, Y. G. Lin, J. M. Lee, Nat. Commun. 2022, 13, 1143; b) B. Cai, A. Eychmuller, Adv. Mater. 2019, 31, 1804881.

[118] H. Li, H. Huang, Y. Chen, F. Lai, H. Fu, L. Zhang, N. Zhang, S. Bai, T. Liu, Adv. Mater. 2023, 35, 2209242.

[119] Y. Kang, O. Cretu, J. Kikkawa, K. Kimoto, H. Nara, A. S. Nugraha, H. Kawamoto, M. Eguchi, T. Liao, Z. Sun, T. Asahi, Y. Yamauchi, Nat. Commun. 2023, 14, 4182.

[120] Y. Wang, B. Yu, M. He, Z. Zhai, K. Yin, F. Kong, Z. Zhang, Nano Res. 2022, 15, 4820.

[121] Z. X. Cai, H. Goou, Y. Ito, T. Tokunaga, M. Miyauchi, H. Abe, T. Fujita, Chem. Sci. 2021, 12, 11306.

[122] J. Tang, J. L. Xu, Z. G. Ye, X. B. Li, J. M. Luo, J. Mater. Sci. Technol. 2021, 79, 171.

[123] L.-H. Liu, N. Li, M. Han, J.-R. Han, H.-Y. Liang, Rare Met. 2022, 41, 125.

[124] X. Chen, C. Si, Y. Gao, J. Frenzel, J. Sun, G. Eggeler, Z. Zhang, J. Power Sources 2015, 273, 324.

[125] Y. Wang, W. Luo, S. Gong, L. Luo, Y. Li, Y. Zhao, Z. Li, Adv. Mater. 2023, 35, 2302499.

[126] H. Sun, X. Xu, H. Kim, Z. Shao, W. Jung, InfoMat 2024, 6, e12494.

[127] Y. Wang, M. J. Robson, A. Manzotti, F. Ciucci, Joule 2023, 7, 848.

[128] R. Zhou, X. Han, Q. Chen, L. Peng, X. Qiu, P. Wang, C. Guo, J. Wang, Z. Wang, J. Hao, J. Mater. Chem. A 2024, 12, 5719.

RIGHTS & PERMISSIONS

2024 The Author(s). Exploration published by Henan University and John Wiley & Sons Australia, Ltd.