Sol-Gel-Derived Ordered Mesoporous High Entropy Spinel Ferrites and Assessment of Their Photoelectrochemical and Electrocatalytic Water Splitting Performance.
high entropy oxides
mesoporous
oxygen evolution reaction (OER)
photoelectrochemical
water splitting
Journal
Small (Weinheim an der Bergstrasse, Germany)
ISSN: 1613-6829
Titre abrégé: Small
Pays: Germany
ID NLM: 101235338
Informations de publication
Date de publication:
Apr 2023
Apr 2023
Historique:
revised:
19
12
2022
received:
01
09
2022
medline:
20
1
2023
pubmed:
20
1
2023
entrez:
19
1
2023
Statut:
ppublish
Résumé
The novel material class of high entropy oxides with their unique and unexpected physicochemical properties is a candidate for energy applications. Herein, it is reported for the first time about the physico- and (photo-) electrochemical properties of ordered mesoporous (CoNiCuZnMg)Fe
Identifiants
pubmed: 36653934
doi: 10.1002/smll.202205412
doi:
Types de publication
Journal Article
Langues
eng
Sous-ensembles de citation
IM
Pagination
e2205412Subventions
Organisme : Deutsche Forschungsgemeinschaft
ID : 469377211
Organisme : German Ministry for Science and Education
ID : 03HY105H
Organisme : China Scholarship Council
ID : 202008420222
Informations de copyright
© 2023 The Authors. Small published by Wiley-VCH GmbH.
Références
Y. Ma, Y. Ma, Q. Wang, S. Schweidler, M. Botros, T. Fu, H. Hahn, T. Brezesinski, B. Breitung, Energy Environ. Sci. 2021, 14, 2883.
A. Sarkar, Q. Wang, A. Schiele, M. R. Chellali, S. S. Bhattacharya, D. Wang, T. Brezesinski, H. Hahn, L. Velasco, B. Breitung, Adv. Mater. 2019, 31, 1806236.
C. M. Rost, E. Sachet, T. Borman, A. Moballegh, E. C. Dickey, D. Hou, J. L. Jones, S. Curtarolo, J.-P. Maria, Nat. Commun. 2015, 6, 8485.
L. Lin, K. Wang, A. Sarkar, C. Njel, G. Karkera, Q. Wang, R. Azmi, M. Fichtner, H. Hahn, S. Schweidler, Adv. Energy Mater. 2022, 12, 2103090.
J. Gild, M. Samiee, J. L. Braun, T. Harrington, H. Vega, P. E. Hopkins, K. Vecchio, J. Luo, J. Eur. Ceram. Soc. 2018, 38, 3578.
P. Sarker, T. Harrington, C. Toher, C. Oses, M. Samiee, J.-P. Maria, D. W. Brenner, K. S. Vecchio, S. Curtarolo, Nat. Commun. 2018, 9, 4980.
L. Wu, J. P. Hofmann, Curr. Opin. Electrochem. 2022, 34, 101010.
D. Berardan, A. K. Meena, S. Franger, C. Herrero, N. Dragoe, J. Alloys Compd. 2017, 704, 693.
A. Sarkar, L. Velasco, D. Wang, Q. Wang, G. Talasila, L. de Biasi, C. Kübel, T. Brezesinski, S. S. Bhattacharya, H. Hahn, Nat. Commun. 2018, 9, 1.
T. X. Nguyen, Y.-H. Su, C.-C. Lin, J. Ruan, J.-M. Ting, Adv. Sci. 2021, 8, 2002446.
X. Xu, Z. Shao, S. P. Jiang, Energy Technol. 2022, 10, 2200573.
J. S. Kim, B. Kim, H. Kim, K. Kang, Adv. Energy Mater. 2018, 8, 1702774.
Y. Sun, S. Dai, Sci. Adv. 2021, 7, eabg1600.
J. Dąbrowa, M. Stygar, A. Mikuła, A. Knapik, K. Mroczka, W. Tejchman, M. Danielewski, M. Martin, Mater. Lett. 2018, 216, 32.
S. H. Albedwawi, A. AlJaberi, G. N. Haidemenopoulos, K. Polychronopoulou, Mater. Des. 2021, 202, 109534.
C. J. Brinker, Y. Lu, A. Sellinger, H. Fan, Adv. Mater. 1999, 11, 579.
E. Celik, Y. Ma, T. Brezesinski, M. T. Elm, Phys. Chem. Chem. Phys. 2021, 23, 10706.
T. Brezesinski, D. Fattakhova Rohlfing, S. Sallard, M. Antonietti, B. M. Smarsly, Small 2006, 2, 1203.
T. Brezesinski, J. Wang, J. Polleux, B. Dunn, S. H. Tolbert, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1802.
T. E. Quickel, H. van Le, T. Brezesinski, S. H. Tolbert, Nano Lett. 2010, 10, 2982.
Y. Wang, T. Brezesinski, M. Antonietti, B. Smarsly, ACS Nano 2009, 3, 1373.
K. Kirchberg, S. Wang, L. Wang, R. Marschall, ChemPhysChem 2018, 19, 2313.
M. Einert, M. Mellin, N. Bahadorani, C. Dietz, S. Lauterbach, J. P. Hofmann, ACS Appl. Energy Mater. 2022, 5, 717.
B. Smarsly, M. Antonietti, Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 2006, 1111.
A. Thomas, H. Schlaad, B. Smarsly, M. Antonietti, Langmuir 2003, 19, 4455.
J.-M. Wu, I. Djerdj, T. von Graberg, B. M. Smarsly, Beilstein J. Nanotechnol. 2012, 3, 123.
K. Brezesinski, J. Haetge, J. Wang, S. Mascotto, C. Reitz, A. Rein, S. H. Tolbert, J. Perlich, B. Dunn, T. Brezesinski, Small 2011, 7, 407.
J. Haetge, C. Suchomski, T. Brezesinski, Inorg. Chem. 2010, 49, 11619.
C. Reitz, C. Suchomski, J. Haetge, T. Leichtweiss, Z. Jagličić, I. Djerdj, T. Brezesinski, Chem. Commun. 2012, 48, 4471.
C. Reitz, C. Suchomski, V. S. K. Chakravadhanula, I. Djerdj, Z. Jagličić, T. Brezesinski, Inorg. Chem. 2013, 52, 3744.
Y. Yang, S. Niu, D. Han, T. Liu, G. Wang, Y. Li, Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1700555.
J.-W. Jang, D. Friedrich, S. Müller, M. Lamers, H. Hempel, S. Lardhi, Z. Cao, M. Harb, L. Cavallo, R. Heller, Adv. Energy Mater. 2017, 7, 1701536.
X. Zhou, H. Dong, ChemCatChem 2019, 11, 3688.
F. F. Abdi, T. J. Savenije, M. M. May, B. Dam, R. van de Krol, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2752.
A. Fujishima, K. Honda, Nature 1972, 238, 37.
M. Einert, P. Hartmann, B. Smarsly, T. Brezesinski, Sci. Rep. 2021, 11, 17687.
I. Cesar, K. Sivula, A. Kay, R. Zboril, M. Grätzel, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 772.
A. Tacca, L. Meda, G. Marra, A. Savoini, S. Caramori, V. Cristino, C. A. Bignozzi, V. G. Pedro, P. P. Boix, S. Gimenez, ChemPhysChem 2012, 13, 3025.
S. P. Berglund, D. W. Flaherty, N. T. Hahn, A. J. Bard, C. B. Mullins, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 3794.
M. Einert, T. Weller, T. Leichtweiß, B. M. Smarsly, R. Marschall, ChemPhotoChem 2017, 1, 326.
A. Wolcott, W. A. Smith, T. R. Kuykendall, Y. Zhao, J. Z. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1849.
J. H. Kim, H. E. Kim, J. H. Kim, J. S. Lee, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 9447.
K. Sivula, F. L. Formal, M. Grätzel, ChemSusChem 2011, 4, 432.
A. G. Tamirat, J. Rick, A. A. Dubale, W.-N. Su, B.-J. Hwang, Nanoscale Horiz. 2016, 1, 243.
Y. Lin, G. Yuan, S. Sheehan, S. Zhou, D. Wang, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 4862.
F. E. Osterloh, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2294.
I. Roger, M. A. Shipman, M. D. Symes, Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0003.
S. Park, J. H. Baek, L. Zhang, J. M. Lee, K. H. Stone, I. S. Cho, J. Guo, H. S. Jung, X. Zheng, ACS Sustainable Chem. Eng. 2019, 7, 5867.
R. A. Henning, P. Uredat, C. Simon, A. Bloesser, P. Cop, M. T. Elm, R. Marschall, J. Phys. Chem. C 2019, 123, 18240.
A. Bloesser, J. Timm, H. Kurz, W. Milius, S. Hayama, J. Breu, B. Weber, R. Marschall, Sol. RRL 2020, 4, 1900570.
S. Chen, D. Huang, P. Xu, W. Xue, L. Lei, M. Cheng, R. Wang, X. Liu, R. Deng, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 2286.
M. H. Mendonça, M. I. Godinho, M. A. Catarino, M. I. Da Silva Pereira, F. M. Costa, Solid State Sci. 2002, 4, 175.
H. Wang, K. H. L. Zhang, J. P. Hofmann, V. A. de La Peña O'Shea, F. E. Oropeza, J. Mater. Chem. A 2021, 9, 19465.
Y. Zhou, S. Sun, C. Wei, Y. Sun, P. Xi, Z. Feng, Z. J. Xu, Adv. Mater. 2019, 31, 1902509.
B. Cui, H. Lin, J.-B. Li, X. Li, J. Yang, J. Tao, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1440.
J. Kubisztal, M. Kubisztal, Catalysts 2022, 12, 21.
C. Simon, J. Timm, D. Tetzlaff, J. Jungmann, U.-P. Apfel, R. Marschall, ChemElectroChem 2021, 8, 227.
M. Li, Y. Xiong, X. Liu, X. Bo, Y. Zhang, C. Han, L. Guo, Nanoscale 2015, 7, 8920.
K. Chakrapani, G. Bendt, H. Hajiyani, I. Schwarzrock, T. Lunkenbein, S. Salamon, J. Landers, H. Wende, R. Schlögl, R. Pentcheva, M. Behrens, S. Schulz, ChemCatChem 2017, 9, 2988.
E. Rios, J.-L. Gautier, G. Poillerat, P. Chartier, Electrochim. Acta 1998, 44, 1491.
H. Zhu, S. Zhang, Y.-X. Huang, L. Wu, S. Sun, Nano Lett. 2013, 13, 2947.
J. R. Kitchin, J. K. Nørskov, M. A. Barteau, J. G. Chen, Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 156801.
I. E. L. Stephens, A. S. Bondarenko, F. J. Perez-Alonso, F. Calle-Vallejo, L. Bech, T. P. Johansson, A. K. Jepsen, R. Frydendal, B. P. Knudsen, J. Rossmeisl, I. Chorkendorff, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5485.
F. Calle-Vallejo, M. T. M. Koper, A. S. Bandarenka, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5210.
J. O. Bockris, T. Otagawa, J. Electrochem. Soc. 1984, 131, 290.
D. Stenzel, B. Zhou, C. Okafor, M. V. Kante, L. Lin, G. Melinte, T. Bergfeldt, M. Botros, H. Hahn, B. Breitung, S. Schweidler, Front. Energy Res. 2022, 10.
P. Edalati, Q. Wang, H. Razavi-Khosroshahi, M. Fuji, T. Ishihara, K. Edalati, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 3814.
S. Nundy, D. Tatar, J. Kojčinović, H. Ullah, A. Ghosh, T. K. Mallick, R. Meinusch, B. M. Smarsly, A. A. Tahir, I. Djerdj, Adv. Sustainable Syst. 2022.
L. Tian, Z. Zhang, S. Liu, G. Li, X. Gao, Energy Environ. Mater. 2022, 5, 645.
J. Ma, B. Zhao, H. Xiang, F.-Z. Dai, Y. Liu, R. Zhang, Y. Zhou, J. Adv. Ceram. 2022, 11, 754.
A. Radoń, Ł. Hawełek, D. Łukowiec, J. Kubacki, P. Włodarczyk, Sci. Rep. 2019, 9, 20078.
Y. Sharma, A. R. Mazza, B. L. Musico, E. Skoropata, R. Nepal, R. Jin, A. V. Ievlev, L. Collins, Z. Gai, A. Chen, M. Brahlek, V. Keppens, T. Z. Ward, ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 17971.
Y. Zhang, T. Lu, Y. Ye, W. Dai, Y. Zhu, Y. Pan, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 32548.
K. Brezesinski, R. Ostermann, P. Hartmann, J. Perlich, T. Brezesinski, Chem. Mater. 2010, 22, 3079.
T. Brezesinski, B. Smarsly, K. Iimura, D. Grosso, C. Boissière, H. Amenitsch, M. Antonietti, C. Sanchez, Small 2005, 1, 889.
B. Smarsly, S. Polarz, M. Antonietti, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 10473.
P. Hartmann, D.-K. Lee, B. M. Smarsly, J. Janek, ACS Nano 2010, 4, 3147.
L. A. Dubraja, C. Reitz, L. Velasco, R. Witte, R. Kruk, H. Hahn, T. Brezesinski, ACS Appl. Nano Mater. 2018, 1, 65.
G. Wang, J. Qin, Y. Feng, B. Feng, S. Yang, Z. Wang, Y. Zhao, J. Wei, ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 45155.
P. Cop, S. Kitano, K. Niinuma, B. M. Smarsly, H. Kozuka, Nanoscale 2018, 10, 7002.
B. S. Murty, J.-W. Yeh, S. Ranganathan, P. P. Bhattacharjee, in High-Entropy Alloys, Elsevier, Amsterdam, Netherlands 2019.
M. C. Gao, J.-W. Yeh, P. K. Liaw, Y. Zhang, High-Entropy Alloys: Fundamentals and Applications, Springer International Publishing, Cham 2016.
T. X. Nguyen, J. Patra, J.-K. Chang, J.-M. Ting, J. Mater. Chem. A 2020, 8, 18963.
K. Brezesinski, J. Wang, J. Haetge, C. Reitz, S. O. Steinmueller, S. H. Tolbert, B. M. Smarsly, B. Dunn, T. Brezesinski, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6982.
V. D'Ippolito, G. B. Andreozzi, D. Bersani, P. P. Lottici, J. Raman Spectrosc. 2015, 46, 1255.
Z. Wang, D. Schiferl, Y. Zhao, H. S. C. O'Neill, J. Phys. Chem. Solids 2003, 64, 2517.
A. C. Ulpe, K. C. Bauerfeind, L. I. Granone, A. Arimi, L. Megatif, R. Dillert, S. Warfsmann, D. H. Taffa, M. Wark, D. W. Bahnemann, Z. Phys. Chem. 2020, 234, 719.
M. Einert, R. Ostermann, T. Weller, S. Zellmer, G. Garnweitner, B. M. Smarsly, R. Marschall, J. Mater. Chem. A 2016, 4, 18444.
E. M. Mills, M. Kleine-Boymann, J. Janek, H. Yang, N. D. Browning, Y. Takamura, S. Kim, Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 10486.
C.-Y. Chiu, A. S. Chiang, K.-J. Chao, Microporous Mesoporous Mater. 2006, 91, 244.
A. N. Mansour, R. A. Brizzolara, Surf. Sci. Spectra 1996, 4, 351.
Y. K. Penke, G. Anantharaman, J. Ramkumar, K. K. Kar, ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 11587.
T. Saravanakumar, S. Sathiya Bama, T. Selvaraju, S. J. Sardhar Basha, Energy Fuels 2021, 35, 5372.
Y.-T. Lu, Y.-J. Chien, C.-F. Liu, T.-H. You, C.-C. Hu, J. Mater. Chem. A 2017, 5, 21016.
D. Wang, Z. Liu, S. Du, Y. Zhang, H. Li, Z. Xiao, W. Chen, R. Chen, Y. Wang, Y. Zou, S. Wang, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 24211.
P. van Attekum, J. M. Trooster, J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1980, 18, 135.
R. P. Vasquez, Surf. Sci. Spectra 1993, 2, 13.
R. D. Shannon, Acta Crystallogr. A Cryst. Phys. Diffr. Theor. Gen. Crystallogr. 1976, 32, 751.
M. Einert, C. Wessel, F. Badaczewski, T. Leichtweiß, C. Eufinger, J. Janek, J. Yuan, M. Antonietti, B. M. Smarsly, Macromol. Chem. Phys. 2015, 216, 1930.
H. Radinger, P. Connor, S. Tengeler, R. W. Stark, W. Jaegermann, B. Kaiser, Chem. Mater. 2021, 33, 8259.
S. Peng, F. Gong, L. Li, D. Yu, D. Ji, T. Zhang, Z. Hu, Z. Zhang, S. Chou, Y. Du, S. Ramakrishna, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 13644.
J. Li, D. Chu, H. Dong, D. R. Baker, R. Jiang, J Am Chem Soc 2020, 142, 50.
H. Keppler, Phys. Chem. Miner. 1996, 23, 288.
M. R. Hoffman, S. T. Martin, W. Choi, D. W. Bahnemann, Chem. Rev. 1995, 95, 69.
J. Krüger, R. Plass, M. Grätzel, P. J. Cameron, L. M. Peter, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7536.
Y. Liu, F. L. Formal, F. Boudoire, N. Guijarro, ACS Appl. Energy Mater. 2019, 2, 6825.
Y. Liu, F. L. Formal, F. Boudoire, L. Yao, K. Sivula, N. Guijarro, J. Mater. Chem. A 2019, 7, 1669.
M. Barroso, S. R. Pendlebury, A. J. Cowan, J. R. Durrant, Chem. Sci. 2013, 4, 2724.
A. J. Bard, A. B. Bocarsly, F. R. F. Fan, E. G. Walton, M. S. Wrighton, J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 3671.
Y. Ma, Y. Hu, Y. Pramudya, T. Diemant, Q. Wang, D. Goonetilleke, Y. Tang, B. Zhou, H. Hahn, W. Wenzel, M. Fichtner, Y. Ma, B. Breitung, T. Brezesinski, Adv. Funct. Mater. 2022, 32, 2202372.
R. van de Krol, M. Grätzel, in Photoelectrochemical Hydrogen Production, Springer, New York 2012.
B. S. Holinsworth, D. Mazumdar, H. Sims, Q.-C. Sun, M. K. Yurtisigi, S. K. Sarker, A. Gupta, W. H. Butler, J. L. Musfeldt, Appl. Phys. Lett. 2013, 103, 082406.
C. Li, P. Li, L. Li, D. Wang, X. Gao, X. J. Gao, RSC Adv. 2021, 11, 21851.
R. Zhang, Q. Yuan, R. Ma, X. Liu, C. Gao, M. Liu, C.-L. Jia, H. Wang, RSC Adv. 2017, 7, 21926.
Y. Yang, S. Wang, C. Jiang, Q. Lu, Z. Tang, X. Wang, Chem. Mater. 2016, 28, 2417.
M. P. Browne, H. Nolan, G. S. Duesberg, P. E. Colavita, M. E. G. Lyons, ACS Catal. 2016, 6, 2408.
M. W. Kanan, D. G. Nocera, Science 2008, 321, 1072.
N. Fairley, V. Fernandez, M. Richard-Plouet, C. Guillot-Deudon, J. Walton, E. Smith, D. Flahaut, M. Greiner, M. Biesinger, S. Tougaard, Appl. Surface Sci. Adv. 2021, 5, 100112.
G. Kresse, J. Furthmüller, Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
G. Kresse, D. Joubert, Phys. Rev. B 1999, 59, 1758.
D. Gehringer, sqsgen, https://github.com/dgehringer/sqsgenerator (accessed: December 2022).
C. C. L. McCrory, S. Jung, J. C. Peters, T. F. Jaramillo, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16977.