Advanced Nanocarbons Toward two-Electron Oxygen Electrode Reactions for H2O2 Production and Integrated Energy Conversion
Linjie Zhao
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorRiqing Yan
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorBaoguang Mao
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorRajib Paul
Advanced Materials and Liquid Crystal Institute, Kent State University, Kent, OH, 44242 USA
Search for more papers by this authorWenjie Duan
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorLiming Dai
Australian Carbon Materials Centre (A-CMC), School of Chemical Engineering, University of New South Wales, Sydney, NSW, 2052 Australia
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Chuangang Hu
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
E-mail: [email protected]
Search for more papers by this authorLinjie Zhao
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorRiqing Yan
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorBaoguang Mao
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorRajib Paul
Advanced Materials and Liquid Crystal Institute, Kent State University, Kent, OH, 44242 USA
Search for more papers by this authorWenjie Duan
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
Search for more papers by this authorLiming Dai
Australian Carbon Materials Centre (A-CMC), School of Chemical Engineering, University of New South Wales, Sydney, NSW, 2052 Australia
Search for more papers by this authorCorresponding Author
Chuangang Hu
State Key Laboratory of Organic–Inorganic Composites, Beijing Key Laboratory of Energy Environmental Catalysis, College of Chemical Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing, 100029 China
E-mail: [email protected]
Search for more papers by this authorAbstract
Hydrogen peroxide (H2O2) plays a pivotal role in advancing sustainable technologies due to its eco-friendly oxidizing capability. The electrochemical two-electron (2e−) oxygen reduction reaction and water oxidation reaction present an environmentally green method for H2O2 production. Over the past three years, significant progress is made in the field of carbon-based metal-free electrochemical catalysts (C-MFECs) for low-cost and efficient production of H2O2 (H2O2EP). This article offers a focused and comprehensive review of designing C-MFECs for H2O2EP, exploring the construction of dual-doping configurations, heteroatom-defect coupling sites, and strategic dopant positioning to enhance H2O2EP efficiency; innovative structural tuning that improves interfacial reactant concentration and promote the timely release of H2O2; modulation of electrolyte and electrode interfaces to support the 2e− pathways; and the application of C-MFECs in reactors and integrated energy systems. Finally, the current challenges and future directions in this burgeoning field are discussed.
Conflict of Interest
The authors declare no conflict of interest.
References
- 1C. Xia, Y. Xia, P. Zhu, L. Fan, H. T. Wang, Science 2019, 366, 226.
- 2Y. R. Tian, R. Chen, X. Q. Liu, L. C. Yin, D. A. Yang, F. Hou, J. Liang, EcoMat 2023, 5, e12336.
- 3X. Q. Liu, R. Chen, W. Peng, L. C. Yin, D. A. Yang, F. Hou, L. Q. Wang, J. Liang, J Energy Chem. 2023, 76, 622.
- 4https://www.gminsights.com/pressrelease/hydrogen-peroxide-market, (accessed: May 2020).
- 5W. Zhang, J. W. Zhang, N. Wang, K. R. Zhu, C. C. Yang, Y. Ai, F. M. Wang, Y. Tian, Y. Z. Ma, Y. Ma, X. M. Zhang, L. L. Duan, D. L. Chao, F. F. Wang, D. Y. Zhao, W. Li, Nat. Sustain. 2024, 7, 463.
- 6J. W. Xu, X. L. Zheng, Z. P. Feng, Z. Y. Lu, Z. W. Zhang, W. Huang, Y. B. Li, D. Vuckovic, Y. Q. Li, S. Dai, G. X. Chen, K. C. Wang, H. S. Wang, J. K. Chen, W. Mitch, Y. Cui, Nat. Sustain. 2020, 4, 233.
- 7A. T. Murray, S. Voskian, M. Schreier, T. A. Hatton, T. Surendranath, Joule 2019, 3, 2942.
- 8C. Xia, S. Back, S. Ringe, K. Jiang, F. H. Chen, X. M. Sun, S. Siahrostami, K. R. Chan, H. T. Wang, Nat. Catal. 2020, 3, 125.
- 9Y. Y. Jiang, P. J. Ni, C. X. Chen, Y. Z. Lu, P. Yang, B. Kong, A. Fisher, X. Wang, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1801909.
- 10C. G. Hu, R. Paul, Q. B. Dai, L. M. Dai, Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 11785.
- 11Y. Y. Sun, I. Sinev, W. Ju, A. Bergmann, S. Dresp, S. Kühl, C. Spöri, H. Schmies, H. Wang, D. Bernsmeier, B. Paul, R. Schmack, R. Kraehnert, B. R. Roldan Cuenya, P. Strasser, ACS Catal. 2018, 8, 2844.
- 12S. Siahrostami, A. Verdaguer-Casadevall, M. Karamad, D. Deiana, P. Malacrida, B. Wickman, M. Escudero-Escribano, E. A. Paoli, R. Frydendal, T. W. Hansen, I. Chorkendorff, I. E. Stephens, J. Rossmeisl, Nat. Mater. 2013, 12, 1137.
- 13M. Dan, R. Y. Zhong, S. Y. Hu, H. X. Wu, Y. Zhou, Z. Q. Liu, Chem Catal. 2022, 2, 1919.
- 14L. Fan, X. W. Bai, C. Xia, X. Zhang, X. H. Zhao, Y. Xia, Z. Y. Wu, Y. Y. Lu, Y. Y. Liu, H. T. Wang, Nat. Commun. 2022, 13, 2668.
- 15E. Jung, H. Shin, B. H. Lee, V. Efremov, S. Lee, H. S. Lee, J. Kim, W. H. Antink, S. Park, K. S. Lee, S. P. Cho, J. S. Yoo, Y. E. Sung, T. Hyeon, Nat. Mater. 2020, 19, 436.
- 16N. Tian, Z. Y. Zhou, S. G. Sun, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 19801.
- 17P. B. Cui, L. J. Zhao, Y. D. Long, L. M. Dai, C. G. Hu, Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, 202218269.
- 18C. H. Hu, L. M. Dai, Adv. Mater. 2018, 31, 1804672.
- 19W. Peng, H. T. Tan, X. Q. Liu, F. Hou, J. Liang, Energy Fuels 2023, 37, 17863.
- 20W. Zhou, X. Meng, J. Gao, A. N. Alshawabkeh, Chemosphere 2019, 225, 588.
- 21Y. F. Bu, Y. B. Wang, G. F. Han, Y. X. Zhao, X. L. Ge, F. Li, Z. H. Zhang, Q. Zhong, J. B. Baek, Adv. Mater. 2021, 33, 2103266.
- 22Z. H. Tian, Q. R. Zhang, L. Thomsen, N. N. Gao, J. Pan, R. Daiyan, J. Yun, J. Brandt, N. Lopez-Salas, F. L. Lai, Q. Y. Li, T. X. Liu, R. Amal, X. Y. Lu, M. Antonietti, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, 202206915.
- 23Q. L. Wu, H. Y. Zou, X. Mao, J. H. He, Y. M. Shi, S. M. Chen, X. C. Yan, L. Y. Wu, C. G. Lang, B. Zhang, L. Song, X. Wang, A. J. Du, Q. Li, Y. Jia, J. Chen, X. D. Yao, Nat. Commun. 2023, 14, 6275.
- 24Y. D. Long, J. G. Lin, F. H. Ye, W. Liu, D. Wang, Q. Q. Cheng, R. Paul, D. J. Cheng, B. G. Mao, R. Q. Yan, L. J. Zhao, D. Liu, F. Liu, C. G. Hu, Adv. Mater. 2023, 2303905.
10.1002/adma.202303905 Google Scholar
- 25Y. L. Wang, R. Shi, L. Shang, L. S. Peng, D. W. Chu, Z. J. Han, G. I. N. Waterhouse, R. Zhang, T. R. Zhang, Nano Energy 2022, 96, 107046.
- 26D. Zhang, C. Tsounis, Z. P. Ma, D. Djaidiguna, N. M. Bedford, L. Thomsen, X. Y. Lu, D. W. Chu, R. Amal, Z. J. Han, Small 2022, 18, 2105082.
- 27X. Zhang, X. H. Zhao, P. Zhu, Z. Adler, Z. Y. Wu, Y. Y. Liu, H. T. Wang, Nat. Commun. 2022, 13, 2880.
- 28J. Lee, J. S. Lim, G. Yim, H. Jang, S. H. Joo, Y. J. Sa, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 59904.
- 29K. H. Wu, D. Wang, X. Y. Lu, X. F. Zhang, Z. L. Xie, Y. F. Liu, B. J. Su, J. M. Chen, D. S. Su, W. Qi, S. J. Guo, Chem 2020, 6, 1443.
- 30W. Wang, Y. Hu, Y. Liu, Z. Zheng, S. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 31855.
- 31S. K. Zhang, Y. G. Feng, A. Elgazzar, Y. Xia, C. Qiu, Z. Adler, C. Sellers, H. T. Wang, Joule 2023, 7, 1887.
- 32M. H. Guan, L. Y. Dong, T. Wu, W. C. Li, G. P. Hao, A. H. Lu, Angew. Chem., Int. Ed. 2023, 62, 202302466.
- 33C. Zhang, W. Q. Shen, K. Guo, M. Xiong, J. Zhang, X. Lu, J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, 11589.
- 34K. Dong, J. Liang, Y. Y. Wang, Z. Q. Xu, Q. Liu, Y. L. Luo, T. S. Li, L. Li, X. F. Shi, A. M. Asiri, Q. Li, D. W. Ma, X. P. Sun, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 10583.
- 35S. C. Perry, D. Pangotra, L. Vieira, L. I. Csepei, V. Sieber, L. Wang, C. P. León, F. C. Walsh, Nat. Rev. Chem. 2019, 3, 442.
- 36Y. Y. Peng, Z. Y. Bian, W. H. Zhang, H. Wang, Nano Res. 2023, 16, 6642.
- 37Z. Y. Lu, G. X. Chen, S. Siahrostami, Z. H. Chen, K. Liu, J. Xie, L. Liao, T. Wu, D. C. Lin, Y. Y. Liu, T. F. Jaramillo, J. K. Nørskov, Y. Cui, Nat. Catal. 2018, 1, 156.
- 38L. Xie, W. Zhou, Z. Qu, Y. Ding, J. Gao, F. Sun, Y. Qin, J. Colloid Interface Sci. 2022, 610, 934.
- 39W. Zhou, L. Xie, Y. Wang, Y. N. Ding, X. X. Meng, F. Sun, J. H. Gao, G. B. Zhao, Sep. Purif. Technol. 2023, 307, 122740.
- 40S. C. Chen, Z. H. Chen, S. Siahrostami, D. Higgins, D. Nordlund, D. Sokaras, T. R. Kim, Y. Liu, X. Yan, E. Nilsson, R. Sinclair, J. K. Norskov, T. F. Jaramillo, Z. N. Bao, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 7851.
- 41F. H. Ye, L. L. Gong, Y. D. Long, S. N. Talapaneni, L. P. Zhang, Y. Xiao, D. Liu, C. H. Hu, L. M. Dai, Adv. Energy Mater. 2021, 11, 2101390.
- 42S. C. Chen, Z. H. Chen, S. Siahrostami, T. R. Kim, D. Nordlund, D. Sokaras, S. Nowak, J. W. F. To, D. Higgins, R. Sinclair, J. Nørskov, T. F. Jaramillo, Z. N. Bao, ACS Sustainable Chem. Eng. 2017, 6, 311.
- 43Y. H. Sun, X. Chen, S. B. Ning, W. Zhou, Z. S. Yang, J. W. Cui, D. F. Wang, J. H. Ye, L. Q. Liu, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 23994.
- 44K. P. Gong, F. Du, Z. H. Xia, M. Durstock, L. M. Dai, Science 2009, 323, 760.
- 45K. Zhao, Y. Su, X. Quan, Y. M. Liu, S. Chen, H. T. Yu, J. Catal. 2018, 357, 118.
- 46Y. Xia, H. Shang, Q. G. Zhang, Y. Q. Zhou, X. H. Hu, J. Electroanal. Chem. 2019, 840, 400.
- 47G. Y. Chen, J. W. Liu, Q. Q. Li, P. F. Guan, X. F. Yu, L. S. Xing, J. Zhang, R. C. Che, Nano Res. 2019, 12, 2614.
- 48Y. Xia, X. H. Zhao, C. Xia, Z. Y. Wu, P. Zhu, J. Y. T. Kim, X. W. Bai, G. H. Gao, Y. F. Hu, J. Zhong, Y. Y. Liu, H. T. Wang, Nat. Commun. 2021, 12, 4225.
- 49H. W. Kim, M. B. Ross, N. Kornienko, L. Zhang, J. H. Guo, P. D. Yang, B. D. McCloskey, Nat. Catal. 2018, 1, 282.
- 50Y. Guo, R. Zhang, S. C. Zhang, H. Hong, Y. W. Zhao, Z. D. Huang, C. P. Han, H. F. Li, C. Y. Zhi, Energy Environ. Sci. 2022, 15, 4167.
- 51D. Iglesias, A. Giuliani, M. Melchionna, S. Marchesan, A. Criado, L. Nasi, M. Bevilacqua, C. Tavagnacco, F. Vizza, M. Prato, P. Fornasiero, Chem 2018, 4, 106.
- 52A. Moraes, M. H. M. T. Assumpção, F. C. Simões, V. S. Antonin, M. R. V. Lanza, P. Hammer, M. C. Santos, Electrocatalysis 2015, 7, 60.
- 53W. Zhou, L. Xie, J. H. Gao, R. Y. Nazari, H. Q. Zhao, X. X. Meng, F. F. Sun, G. B. Zhao, J. Ma, Chem. Eng. J. 2021, 410, 128368.
- 54Z. Wang, Q. K. Li, C. H. Zhang, Z. H. Cheng, W. Y. Chen, E. A. McHugh, R. A. Carter, B. I. Yakobson, J. M. Tour, ACS Catal. 2021, 11, 2454.
- 55S. Y. Chen, T. Luo, K. J. Chen, Y. Y. Lin, J. W. Fu, K. Liu, C. Cai, Q. Y. Wang, H. J. W. Li, X. Q. Li, J. H. Hu, H. M. Li, M. S. Zhu, M. Liu, Angew. Chem., Int. Ed. 2021, 60, 16607.
- 56J. S. Lim, J. H. Kim, J. Woo, D. S. Baek, K. Ihm, T. J. Shin, Y. J. Sa, S. H. Joo, Chem 2021, 7, 3114.
- 57F. Sun, C. W. Yang, Z. B. Qu, W. Zhou, Y. N. Ding, J. H. Gao, G. B. Zhao, D. F. Xing, Y. F. Lu, Appl. Catal. B-Environ. 2021, 286, 119860.
- 58X. Y. Yan, D. H. Li, L. X. Zhang, X. J. Long, D. J. Yang, Appl. Catal. B-Environ. 2022, 304, 120908.
- 59G. F. Han, F. Li, Z. Zou, M. Karamad, J. P. Jeon, S. W. Kim, S. J. Kim, Y. Bu, Z. P. Fu, Y. L. Lu, S. Siahrostami, J. B. Baek, Nat. Commun. 2020, 11, 2209.
- 60T. P. Fellinger, F. Hasche, P. Strasser, M. Antonietti, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4072.
- 61L. Q. Li, C. Tang, Y. Zheng, B. Q. Xia, X. L. Zhou, H. L. Xu, S. Z. Qiao, Adv. Energy Mater. 2020, 10, 2000789.
- 62W. Peng, J. X. Liu, X. Q. Liu, L. Q. Wang, L. C. Yin, H. T. Tan, F. Hou, J. Liang, Nat. Commun. 2023, 14, 4430.
- 63Y. Y. Sun, S. Li, Z. P. Jovanov, D. Bernsmeier, H. Wang, B. Paul, X. L. Wang, S. Kuhl, P. Strasser, ChemSusChem 2018, 11, 3388.
- 64J. R. Cheng, C. J. Lyu, H. R. Li, J. Wu, Y. Hu, B. Han, K. Wu, M. Hojamberdiev, D. S. Geng, Appl. Catal. B-Environ. 2023, 327, 122470.
- 65Z. J. Yang, Y. Gao, L. L. Zuo, C. Long, C. Y. Yang, X. F. Zhang, ACS Catal. 2023, 13, 4790.
- 66S. H. Xu, R. H. Lu, K. Sun, J. L. Tang, Y. P. Cen, L. Luo, Z. Y. Wang, S. B. Tian, X. M. Sun, Adv. Sci. 2022, 9, 2201421.
- 67F. Xiang, X. H. Zhao, J. Yang, N. Li, W. X. Gong, Y. Z. Liu, A. Burguete-Lopez, Y. L. Li, X. B. Niu, A. Fratalocchi, Adv. Mater. 2022, 35, 2208533.
- 68Z. G. Li, A. Kumar, N. X. Liu, M. Cheng, C. K. Zhao, X. S. Meng, H. F. Li, Y. Zhang, Z. M. Liu, G. X. Zhang, X. M. Sun, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 14355.
- 69A. Kumatani, C. Miura, H. Kuramochi, T. Ohto, M. Wakisaka, Y. Nagata, H. Ida, Y. Takahashi, K. L. Hu, S. Jeong, J. Fujita, T. Matsue, Y. Ito, Adv. Sci. 2019, 6, 1900119.
- 70Y. M. Liu, X. Quan, X. F. Fan, H. Wang, S. Chen, Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 6837.
- 71Y. Guo, R. Zhang, S. C. Zhang, H. Hong, P. Li, Y. W. Zhao, Z. D. Huang, C. Y. Zhi, Angew. Chem., Int. Ed. 2024, 63, 202401501.
- 72A. L. Shen, Y. Q. Zou, Q. Wang, R. A. W. Dryfe, X. B. Huang, S. Dou, L. M. Dai, S. Y. Wang, Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 10804.
- 73Y. J. Sa, J. H. Kim, S. H. Joo, Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 58, 1100.
- 74L. H. Yu, L. Tang, W. Guo, C. H. Li, D. Y. Shin, Z. G. Liu, Y. M. Lin, Matter 2022, 5, 1909.
- 75K. Wenderich, B. A. M. Nieuweweme, G. Mul, B. T. Mei, ACS Sustainable Chem. Eng. 2021, 9, 7803.
- 76B. P. Chaplin, D. K. Hubler, J. Farrell, Electrochim. Acta 2013, 89, 122.
- 77P.-A. Michaud, M. Panizza, L. Ouattara, T. DiacaI, G. Foti, C. Comninellis, J. Appl. Electrochem. 2003, 33, 151.
- 78P J. Espinoza-Montero, P. Alulema-Pullupaxi, B. A. Frontana-Uribe, C. E. Barrera-Diaz, Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2022, 26, 100988.
- 79S. Mavrikis, M. Göltz, S. C. Perry, F. Bogdan, P. K. Leung, S. Rosiwal, L. Wang, C. Ponce de León, ACS Energy Lett. 2021, 6, 2369.
- 80Q. Tian, L. Y. Jing, H. N. Du, Y. C. Yin, X. L. Cheng, J. X. Xu, J. Y. Chen, Z. X. Liu, J. Y. Wan, J. Liu, J. L. Yang, Nat. Commun. 2024, 15, 983.
- 81Y. Y. Pang, K. Wang, H. Xie, Y. Sun, M. M. Titirici, G. L. Chai, ACS Catal. 2020, 10, 7434.
- 82Z. Deng, M. Gong, Z. Gong, X. Wang, Nano Lett. 2022, 22, 9551.
- 83J. Park, Y. Nabae, T. Hayakawa, M. Kakimoto, ACS Catal. 2014, 4, 3749.
- 84Z. Zhang, L. Cui, B. Chen, L. Zhang, C. He, C. Shu, H. Kang, J. Qiu, W. Jing, K. K. Ostrikov, Energy Environ. Sci. 2023, 17, 655.
- 85L. Y. Jing, Q. Tian, X. Li, J. J. Sun, W. Y. Wang, H. P. Yang, X. Y. Chai, Q. Hu, C. X. He, Adv. Funct. Mater. 2023, 33, 2305795.
- 86Q. Z. Zhang, M. H. Zhou, G. B. Ren, Y. W. Li, Y. C. Li, X. D. Du, Nat. Commun. 2020, 11, 1731.
- 87P. K. Cao, X. Quan, K. Zhao, X. Y. Zhao, S. Chen, H. T. Yu, ACS Catal. 2021, 11, 13797.
- 88W. H. Ren, A. N. Xu, K. R. Chan, X. L. Hu, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, 202214173.
- 89J. Gu, S. Liu, W. Y. Ni, W. H. Ren, S. Haussener, X. L. Hu, Nat. Catal. 2022, 5, 268.
- 90M. R. Singh, Y. Kwon, Y. W. Lum, J. W. Ager, A. T. Bell, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 13006.
- 91T. M. Gill, L. Vallez, X. L. Zheng, ACS Energy Lett. 2021, 6, 2854.
- 92S. Mavrikis, M. Göltz, S. Rosiwal, L. Wang, C. P. León, ChemSusChem 2022, 15, 202102137.
- 93Irkham, A. F, G. Valenti, N. Kamoshida, F. Paolucci, Y. Einaga, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 1518.
- 94X. Zhang, Y. Xia, C. Xia, H. T. Wang, Trend Chem 2020, 2, 942.
10.1016/j.trechm.2020.07.007 Google Scholar
- 95G. M. Lari, B. Puértolas, M. Shahrokhi, N. López, J. Pérez-Ramírez, Angew. Chem., Int. Ed. 2017, 129, 1801.
10.1002/ange.201610552 Google Scholar
- 96X. Xiao, T. Wang, J. Bai, F. Li, T. Ma, Y. Chen, ACS Appl. Mater. Interfaces 2018, 10, 42534.
- 97H. C. Zhang, Y. S. Zhao, Y. J. Li, G. H. Li, J. Li, F. Zhang, ACS Appl. Energy Mater. 2019, 3, 705.
- 98F. P. G. Arquer, C. T. Dinh, A. Ozden, J. Wicks, C. McCallum, A. R. Kirmani, D. H. Nam, C. Gabardo, A. Seifitokaldani, X. Wang, Y. G. C. Li, F. W. Li, J. Edwards, L. J. Richter, S. J. Thorpe, D. Sinton, E. H. Sargent, Science 2020, 367, 661.
- 99Y. P. Sheng, S. L. Song, X. L. Wang, L. Z. Song, C. J. Wang, H. H. Sun, X. Q. Niu, Electrochim. Acta 2011, 56, 8651.
- 100F. K. Yu, M. H. Zhou, X. M. Yu, Electrochim. Acta 2015, 163, 182.
- 101Q. Zhao, J. K. An, S. Wang, Y. J. Qiao, C. M. Liao, C. Wang, X. Wang, N. Li, ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 35410.
- 102C. Ling, R. H. Li, A. P. Liang, J. C. Bian, Y. S. Zhao, C. L. Li, W. H. Wang, ACS Sustainable Chem. Eng. 2023, 11, 10264.
- 103M. C. O. Monteiro, F. Dattila, B. Hagedoorn, R. García-Muelas, N. López, M. T. M. Koper, Nat. Catal. 2021, 4, 654.
- 104Y. H. Wang, S. Zheng, W. M. Yang, R. Y. Zhou, Q. F. He, P. Radjenovic, J. C. Dong, S. Li, J. Zheng, Z. L. Yang, G. Attard, F. Pan, Z. Q. Tian, J. F. Li, Nature 2021, 600, 81.
- 105B. Q. Li, C. X. Zhao, J. N. Liu, Q. Zhang, Adv. Mater. 2019, 31, 1808173.
- 106H. Y. Sheng, E. D. Hermes, X. H. Yang, D. W. Ying, A. N. Janes, W. J. Li, J. R. Schmidt, S. Jin, ACS Catal. 2019, 9, 8433.
- 107K. Jiang, S. Back, A. J. Akey, C. Xia, Y. Hu, W. T. Liang, D. Schaak, E. Stavitski, J. K. Norskov, S. Siahrostami, H. T. Wang, Nat. Commun. 2019, 10.
- 108P. T. Smith, Y. Kim, B. P. Benke, K. Kim, C. Chang, Angew. Chem., Int. Ed. 2019, 59, 4902.
- 109Y. Y. Sun, L. Silvioli, N. R. Sahraie, W. Ju, J. K. Li, A. Zitolo, S. Li, A. Bagger, L. Arnarson, X. L. Wang, T. Moeller, D. Bernsmeier, J. Rossmeisl, F. Jaouen, P. Strasser, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 12372.
- 110C. Tang, Y. Jiao, B. Y. Shi, J. N. Liu, Z. H. Xie, X. Chen, Q. Zhang, S. Z. Qiao, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 9171.
- 111F. He, Y. Zheng, H. L. Fan, D. L. Ma, Q. F. Chen, T. Wei, W. B. Wu, D. Wu, X. Hu, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 4833.
- 112H. Y. Sheng, A. N. Janes, R. D. Ross, D. Kaiman, J. Z. Huang, B. Song, J. R. Schmidt, S. Jin, Energy Environ. Sci. 2020, 13, 4189.
- 113J. J. Gao, H. B. Yang, X. Huang, S. F. Hung, W. Z. Cai, C. M. Jia, S. Miao, H. M. Chen, X. F. Yang, Y. Q. Huang, T. Zhang, B. Liu, Chem 2020, 6, 658.
- 114M. J. Wang, N. Zhang, Y. G. Feng, Z. W. Hu, Q. Shao, X. Q. Huang, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 14373.
- 115Q. R. Zhang, X. Tan, N. M. Bedford, Z. J. Han, L. Thomsen, S. Smith, R. Amal, X. Y. Lu, Nat. Commun. 2020, 11, 4181.
- 116Q. W. Chang, P. Zhang, A. H. B. Mostaghimi, X. R. Zhao, S. R. Denny, J. H. Lee, H. P. Gao, Y. Zhang, H. L. Xin, S. Siahrostami, J. G. Chen, Z. Chen, Nat. Commun. 2020, 11, 2178.
- 117Y. L. Wang, R. Shi, L. Shang, G. I. N. Waterhouse, J. Q. Zhao, Q. H. Zhang, L. Gu, T. R. Zhang, Angew. Chem., Int. Ed. 2020, 59, 13057.
- 118F. F. Zhang, Y. L. Zhu, C. Tang, Y. Chen, B. B. Qian, Z. W. Hu, Y. C. Chang, C. W. Pao, Q. Lin, S. A. Kazemi, Y. Wang, L. Zhang, X. W. Zhang, H. T. Wang, Adv. Funct. Mater. 2021, 32, 2110224.
- 119H. S. Gong, Z. X. Wei, Z. C. Gong, J. J. Liu, G. L. Ye, M. M. Yan, J. C. Dong, C. Allen, J. B. Liu, K. Huang, R. Liu, G. C. He, S. L. Zhao, H. L. Fei, Adv. Funct. Mater. 2021, 32, 2106886.
- 120X. G. Li, S. S. Tang, D. Dou, H. J. Fan, T. S. Choksi, X. Wang, Adv. Mater. 2021, 34, 2104891.
- 121H. X. Wu, T. H. He, M. Dan, L. Du, N. Li, Z. Q. Liu, Chem. Eng. J. 2022, 435, 134863.
- 122L. Y. Jing, Q. Tian, P. P. Su, H. T. Li, Y. Zheng, C. Tang, J. Liu, J. Mater. Chem. A 2022, 10, 4068.
- 123N. Wang, X. H. Zhao, R. Zhang, S. Yu, Z. H. Levell, C. Y. Wang, S. B. Ma, P. Zou, L. L. Han, J. Y. Qin, L. Ma, Y. Y. Liu, H. L. Xin, ACS Catal. 2022, 12, 4156.
- 124W. Liu, C. Zhang, J. J. Zhang, X. Huang, M. Song, J. W. Li, F. He, H. P. Yang, J. Zhang, D. L. Wang, Appl. Catal. B-Environ. 2022, 310, 121312.
- 125Z. H. Lin, Q. R. Zhang, J. Pan, C. Tsounis, A. A. Esmailpour, S. B. Xi, H. Y. Yang, Z. J. Han, J. Yun, R. Amal, X. Y. Lu, Energy Environ. Sci. 2022, 15, 1172.
- 126Z. L. Chen, J. Wu, Z. R. Chen, H. Y. Yang, K. Zou, X. Y. Zhao, R. H. Liang, X. L. Dong, P. W. Menezes, Z. H. Kang, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, 202200086.
- 127Z. Zhou, Y. Kong, H. Tan, Q. W. Huang, C. Wang, Z. X. Pei, H. Z. Wang, Y. Y. Liu, Y. H. Wang, S. Li, X. Z. Liao, W. S. Yan, S. L. Zhao, Adv. Mater. 2022, 34, 2106541.
- 128M. M. Yan, Z. X. Wei, Z. C. Gong, B. Johannessen, G. L. Ye, G. C. He, J. J. Liu, S. L. Zhao, C. Y. Cui, H. L. Fei, Nat. Commun. 2023, 14, 368.
- 129E. Zhang, L. Tao, J. K. An, J. W. Zhang, L. Z. Meng, X. B. Zheng, Y. Wang, N. Li, S. X. Du, J. T. Zhang, D. S. Wang, Y. D. Li, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, 202117347.
- 130X. Zhang, C. Wang, K. Chen, A. H. Clark, R. Hubner, J. Zhan, L. Zhang, A. Eychmuller, B. Cai, Adv. Mater. 2023, 35, 2211512.
- 131H. Huang, M. Sun, S. Li, S. Zhang, Y. Lee, Z. Li, J. Fang, C. Chen, Y. X. Zhang, Y. Wu, Y. Che, S. Qian, W. Zhu, C. Tang, Z. Zhuang, L. Zhang, Z. Niu, J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 9434.
- 132Y. Liu, P. Wang, L. Xie, Y. Xia, S. Zhan, W. Hu, Y. Li, Angew. Chem., Int. Ed. 2024, 63, 202319470.
- 133L. Sun, X. Jin, T. Su, A. C. Fisher, X. Wang, Adv. Mater. 2024, 36, 2306336.
- 134X. Zhou, Y. Min, C. Zhao, C. Chen, M. K. Ke, S. L. Xu, J. J. Chen, Y. Wu, H. Q. Yu, Nat. Commun. 2024, 15, 193.
- 135F. Hasché, M. Oezaslan, P. Strasser, T. P. Fellinger, J Energy Chem 2016, 25, 251.
- 136P. Su, M. H. Zhou, X. Y. Lu, W. L. Yang, G. B. Ren, J. J. Cai, Appl Catal B 2019, 245, 583.
- 137H. N. Fernandez-Escamilla, J. Guerrero-Sanchez, E. Contreras, J. M. Ruiz-Marizcal, G. Alonso-Nunez, O. E. Contreras, R. M. Felix-Navarro, J. M. Romo-Herrera, N. Takeuchi, Adv. Energy Mater. 2020, 11, 2002459.
- 138J. Y. Zhang, G. Zhang, S. Y. Jin, Y. J. Zhou, Q. H. Ji, H. C. Lan, H. J. Liu, J. H. Qu, Carbon 2020, 163, 154.
- 139B. S. Rawah, M. Albloushi, W. Z. Li, ACS Sustainable Chem. Eng. 2022, 10, 5453.
- 140Z. Xu, Z. Ma, K. Dong, J. Liang, L. Zhang, Y. Luo, Q. Liu, J. You, Z. Feng, D. Ma, Y. Wang, X. Sun, Chem. Commun. 2022, 58, 5025.
- 141J. H. Shen, X. Y. Qiu, Y. H. Zhu, J. Mater. Chem. A 2023, 11, 11704.
- 142Y. Z. Hu, J. J. Zhang, T. Shen, Z. G. Li, K. Chen, Y. Lu, J. Zhang, D. L. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 29551.
- 143L. Z. Peng, P. Liu, Q. Q. Cheng, W. J. Hu, Y. A. Liu, J. S. Li, B. Jiang, X. S. Jia, H. Yang, K. Wen, Chem. Commun. 2018, 54, 4433.
- 144J. Y. Zhu, X. Xiao, K. Zheng, F. M. Li, G. Ma, H. C. Yao, X. Wang, Y. Chen, Carbon 2019, 153, 6.
- 145X. Y. Lu, D. Wang, K. H. Wu, X. L. Guo, W. Qi, J Colloid Interface Sci 2020, 573, 376.
- 146X. H. Xu, D. B. Kong, J. X. Liang, Y. Gao, Q. Yang, B. Wang, L. J. Zhi, Carbon 2021, 171, 931.
- 147Z. Deng, X. Wang, Nano Res. 2022, 15, 4599.
- 148C. Zhang, G. Liu, Q. Long, C. Wu, L. Wang, J. Colloid Interface Sci. 2022, 622, 849.
- 149L. G. Chu, Z. Y. Sun, L. Cang, X. H. Wang, G. D. Fang, J. Gao, J. Environ. Chem. Eng. 2023, 11, 109826.
- 150J. Y. Gu, J. X. Xie, S. S. Li, G. Song, M. H. Zhou, Chem. Eng. J. 2023, 452, 139597.
- 151X. Y. Shen, Z. M. Wang, H. Z. Guo, Z. D. Lei, Z. Liu, L. Wang, Small 2023, 19, 2303156.
- 152N. Jia, T. Yang, S. F. Shi, X. B. Chen, Z. W. An, Y. Chen, S. W. Yin, P. Chen, ACS Sustainable Chem. Eng. 2020, 8, 2883.
- 153Y. N. Chang, J. W. Li, J. Ma, Y. Liu, R. Xing, Y. Q. Wang, G. X. Zhang, Sci. Chi. Mater. 2022, 65, 1276.
- 154J. X. Xu, Y. Q. Cui, M. L. Wang, G. L. Chai, L. H. Guan, Chem Catal 2022, 2, 1450.
- 155S. S. Xu, Y. Gao, T. Liang, L. P. Zhang, B. Wang, Chin. Chem. Lett. 2022, 33, 5152.
- 156X. D. Wang, Y. N. Liu, Z. B. Liu, Z. J. Li, T. Zhang, Y. Cheng, L. C. Lei, B. Yang, Y. Hou, Chin. Chem. Lett. 2023, 35, 108926.
10.1016/j.cclet.2023.108926 Google Scholar
- 157M. M. Fan, Z. M. Wang, K. Sun, A. Wang, Y. Y. Zhao, Q. X. Yuan, R. B. Wang, J. Raj, J. J. Wu, J. C. Jiang, L. Wang, Adv. Mater. 2023, 35, 2209086.
- 158T.-N. Pham-Truong, T. Petenzi, C. Ranjan, H. Randriamahazaka, J. Ghilane, Carbon 2018, 130, 544.
- 159M. Gao, Z. Y. Wang, Y. R. Yuan, W. W. Li, H. Q. Liu, T. Y. Huang, Chem. Eng. J. 2022, 434, 134788.
- 160S. Yang, Q. Q. Cheng, J. N. Mao, Q. Xu, Y. J. Zhang, Y. Guo, T. Y. Tan, W. Luo, H. Yang, Z. Jiang, Appl. Catal. B-Environ. 2021, 298, 120605.
- 161W. Wang, X. Y. Lu, P. Su, Y. W. Li, J. J. Cai, Q. Z. Zhang, M. H. Zhou, O. Arotiba, Chemosphere 2020, 259, 127423.
- 162W. Wang, Y. X. Zheng, Y. C. Hu, Y. C. Liu, S. L. Chen, J. Phys. Chem. Lett. 2022, 13, 8914.
- 163A. Byeon, J. W. Choi, H. W. Lee, W. C. Yun, W. J. Zhang, C. K. Hwang, S. Y. Lee, S. S. Han, J. M. Kim, J. W. Lee, Appl. Catal. B-Environ. 2023, 329, 122557.
- 164Y. H. Wu, Z. X. Gao, Y. R. Feng, Q. N. Cui, C. W. Du, C. F. Yu, L. Liang, W. Zhao, J. L. Feng, J. H. Sun, R. Z. Yang, J. Y. Sun, Appl. Catal. B-Environ. 2021, 298, 120572.
- 165W. Q. Shen, C. Zhang, X. Y. Wang, Y. Z. Huang, Z. L. Du, M. Alomar, J. J. Wang, J. J. Lv, J. Zhang, X. Lu, ACS Mater. Lett. 2023, 6, 17.
- 166C. Li, C. Q. Hu, Y. Song, Y. M. Sun, W. S. Yang, M. Ma, Carbon 2022, 186, 699.
- 167D. S. Roman, D. Krishnamurthy, R. Garg, H. Hafiz, M. Lamparski, N. T. Nuhfer, V. Meunier, V. Viswanathan, T. Cohen-Karni, ACS Catal. 2020, 10, 1993.
- 168D. Zhang, C. Tsounis, Z. P. Ma, L. Y. Peng, Z. H. Lin, H. Yin, F. Hussain, C. Cazorla, D. W. Chu, R. Amal, Z. J. Han, Cell Rep. Phys. Sci. 2023, 4, 101643.
- 169Y. Liu, J. L. Zhang, X. Y. Lu, G. R. Zhang, K. Qi, Y. L. Bai, W. Qi, Chem. Eng. J. 2022, 444, 136665.
- 170Y. C. Wen, T. Zhang, J. Y. Wang, Z. L. Pan, T. F. Wang, H. Yamashita, X. F. Qian, Y. X. Zhao, Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, 202205972.
- 171D. E. Blanco, B. Lee, M. A. Modestino, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2019, 116, 17683.
- 172Y. N. Ding, L. Xie, W. Zhou, F. Sun, J. H. Gao, C. W. Yang, G. B. Zhao, Y. K. Qin, J. Ma, Appl. Catal. B-Environ. 2022, 316, 121688.
- 173M. Ko, L. T. M. Pham, Y. J. Sa, J. Woo, T. V. T. Nguyen, J. H. Kim, D. Oh, P. Sharma, J. Ryu, T. J. Shin, S. H. Joo, Y. H. Kim, J. W. Jang, Nat. Commun. 2019, 10, 5123.
- 174J. Kim, J. H. Kim, C. Oh, H. Yun, E. Lee, H. S. Oh, J. H. Park, Y. J. Hwang, Nat. Commun. 2023, 14, 4704.
- 175M. Ko, Y. Kim, J. Woo, B. Lee, R. Mehrotra, P. Sharma, J. Kim, S. W. Hwang, H. Y. Jeong, H. Lim, S. H. Joo, J. W. Jang, J. H. Kwak, Nat. Catal. 2021, 5, 37.