journal article·2026Open access

Defective ceria as a structural and electronic modifier of nitrogen-doped carbon and cobalt–nitrogen–carbon electrocatalysts for oxygen reduction in alkaline electrolyte

Wajdi Alnoush, Navid Noor, Shayan Angizi, Amirhossein Rakhsha, Thomas Baker, Drew Higgins

Abstract

This work establishes V o defect engineering in ceria as a lever in modulating ZIF-derived ORR electrocatalysts as a strategy toward the rational design of application-ready PGM-free electrocatalysts.
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Research context

OpenAlex topics: Electrocatalysts for Energy Conversion · Ammonia Synthesis and Nitrogen Reduction · Advancements in Solid Oxide Fuel Cells

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemical Engineering, McMaster University, 1280 Main St W, Hamilton, ON, L8S 4L8, Canada

Funding

McMaster University · National Research Council Canada

References (80)

Show source-provided references
1. Carrette · ChemPhysChem · 2000 · 1 · 16210.1002/1439-7641(20001215)1:4<162::AID-CPHC162>3.0.CO;2-Z ↗
2. Stambouli · Renew. Sustain. Energy Rev. · 2002 · 6 · 29510.1016/S1364-0321(01)00015-6 ↗
3. Winter · Chem. Rev. · 2004 · 104 · 424510.1021/cr020730k ↗
4. Moving forward with fuel cells , Nat. Energy , 2021 , 6 , 451
5. Rahman · J. Electrochem. Soc. · 2013 · 160 · A175910.1149/2.062310jes ↗
6. Li · Adv. Sustain. Syst. · 2017 · 1 · 170003610.1002/adsu.201700036 ↗
7. Cheng · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 217210.1039/c1cs15228a ↗
8. Yang · ACS Catal. · 2018 · 8 · 406410.1021/acscatal.8b00217 ↗
9. Jung · ACS Energy Lett. · 2020 · 5 · 188110.1021/acsenergylett.0c00812 ↗
10. Siahrostami · Chem Catal. · 2023 · 3 · 100568
11. Chen · ECS Trans. · 2007 · 11 · 112710.1149/1.2781025 ↗
12. Hongsirikarn · J. Power Sources · 2011 · 196 · 306010.1016/j.jpowsour.2010.11.133 ↗
13. Wallnöfer-Ogris · Int. J. Hydrogen Energy · 2024 · 50 · 115910.1016/j.ijhydene.2023.06.215 ↗
14. Okonkwo · Int. J. Hydrogen Energy · 2021 · 46 · 2795610.1016/j.ijhydene.2021.06.032 ↗
15. Liu · Energy Storage Mater. · 2020 · 27 · 47810.1016/j.ensm.2019.12.011 ↗
16. Lai · Interdiscip. Mater. · 2024 · 3 · 492
17. Vo · Adv. Funct. Mater. · 2024 · 34 · 231428210.1002/adfm.202314282 ↗
18. Jiang · Chem. Soc. Rev. · 2024 · 53 · 71410.1039/D3CS00708A ↗
19. Li · Coord. Chem. Rev. · 2023 · 489 · 21520410.1016/j.ccr.2023.215204 ↗
20. Wang · Chem Catal. · 2022 · 2 · 967
21. Man · Mol. Catal. · 2024 · 565 · 114389
22. Wang · Small Methods · 2022 · 6 · 220041310.1002/smtd.202200413 ↗
23. Luo · Adv. Funct. Mater. · 2024 · 34 · 231108410.1002/adfm.202311084 ↗
24. Parida · ACS Appl. Energy Mater. · 2024 · 7 · 158310.1021/acsaem.3c02911 ↗
25. Yin · Adv. Mater. · 2023 · 35 · 230248510.1002/adma.202302485 ↗
26. Fan · Adv. Energy Mater. · 2023 · 13 · 220324410.1002/aenm.202203244 ↗
27. Qiu · Nano Lett. · 2024 · 24 · 903410.1021/acs.nanolett.4c02178 ↗
28. Cheng · Angew. Chem. · 2023 · 135 · e20230616610.1002/ange.202306166 ↗
29. Zhang · Adv. Funct. Mater. · 2025 · 35 · 250180610.1002/adfm.202501806 ↗
30. Nasim · Mater. Adv. · 2024 · 5 · 254510.1039/D4MA00041B ↗
31. Su · Electrochim. Acta · 2023 · 468 · 14318010.1016/j.electacta.2023.143180 ↗
32. Su · ACS Sustain. Chem. Eng. · 2023 · 11 · 1231710.1021/acssuschemeng.3c02126 ↗
33. Kim · ACS Catal. · 2024 · 14 · 684210.1021/acscatal.4c00625 ↗
34. Mei · ACS Sustain. Chem. Eng. · 2023 · 11 · 1560910.1021/acssuschemeng.3c04194 ↗
35. Cheng · Electrochim. Acta · 2022 · 430 · 14109110.1016/j.electacta.2022.141091 ↗
36. Sivanantham · Appl. Catal., B · 2018 · 237 · 114810.1016/j.apcatb.2017.08.063 ↗
37. Kale · J. Alloys Compd. · 2023 · 961 · 17088710.1016/j.jallcom.2023.170887 ↗
38. Montini · Chem. Rev. · 2016 · 116 · 598710.1021/acs.chemrev.5b00603 ↗
39. Grulke · Environ. Sci. Nano · 2014 · 1 · 42910.1039/C4EN00105B ↗
40. Li · Inorg. Chem. · 2022 · 61 · 1724210.1021/acs.inorgchem.2c02834 ↗
41. Kumar · Electrochim. Acta · 2018 · 284 · 70910.1016/j.electacta.2018.07.184 ↗
42. Melchionna · Mater. Today Adv. · 2020 · 6 · 10005010.1016/j.mtadv.2019.100050 ↗
43. C.Pereira , D. M.Fernandes , A. F.Peixoto , M.Nunes , B.Jarrais , I.Kuźniarska-Biernacka and C.Freire , in Catalysis for a Sustainable Environment: Reactions, Processes and Applied Technologies , 2024 , 10.1002/9781119870647.ch1310.1002/9781119870647.ch13 ↗
44. Li · Adv. Energy Sustain. Res. · 2021 · 2 · 200006310.1002/aesr.202000063 ↗
45. Zhang · Chem. Eng. J. Adv. · 2022 · 9 · 10023110.1016/j.ceja.2021.100231 ↗
46. Li · J. Rare Earths · 2023 · 41 · 92610.1016/j.jre.2023.02.009 ↗
47. Sun · ACS Catal. · 2022 · 12 · 1194210.1021/acscatal.2c03664 ↗
48. Yu · Chem.–Eur. J. · 2017 · 23 · 1069010.1002/chem.201702308 ↗
49. Kang · J. Colloid Interface Sci. · 2020 · 578 · 79610.1016/j.jcis.2020.06.040 ↗
50. Hao · Fuel Cells · 2022 · 22 · 2310.1002/fuce.202100179 ↗
51. Wang · Appl. Catal., B · 2025 · 377 · 12549310.1016/j.apcatb.2025.125493 ↗
52. Chen · J. Phys. Chem. C · 2010 · 114 · 1290910.1021/jp1031465 ↗
53. Prieur · Inorg. Chem. · 2020 · 59 · 576010.1021/acs.inorgchem.0c00506 ↗
54. Paier · Chem. Rev. · 2013 · 113 · 394910.1021/cr3004949 ↗
55. Luo · Chem. Mater. · 2021 · 33 · 395910.1021/acs.chemmater.1c00156 ↗
56. Sun · ACS Cent. Sci. · 2022 · 8 · 108110.1021/acscentsci.2c00340 ↗
57. Silva · J. Phys. Chem. C · 2017 · 121 · 1292810.1021/acs.jpcc.7b03155 ↗
58. Mogensen · Solid State Ionics · 2000 · 129 · 6310.1016/S0167-2738(99)00318-5 ↗
59. Schmitt · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 55410.1039/C9CS00588A ↗
60. Loridant · Catal. Today · 2021 · 373 · 9810.1016/j.cattod.2020.03.044 ↗
61. Li · J. Alloys Compd. · 2016 · 682 · 13210.1016/j.jallcom.2016.04.272 ↗
62. Zheng · J. Mater. Chem. A · 2022 · 10 · 1417110.1039/D2TA03180A ↗
63. Wu · Langmuir · 2010 · 26 · 1659510.1021/la101723w ↗
64. Martínez-Arias · Res. Chem. Intermed. · 2007 · 33 · 77510.1163/156856707782169345 ↗
65. Rakhmatullin · Mater. Chem. Phys. · 2018 · 219 · 25110.1016/j.matchemphys.2018.08.028 ↗
66. Gadipelli · ChemSusChem · 2015 · 8 · 212310.1002/cssc.201403402 ↗
67. Alnoush · Appl. Catal., B · 2025 · 384 · 12612110.1016/j.apcatb.2025.126121 ↗
68. Zhou · Nano Res. · 2022 · 15 · 681910.1007/s12274-022-4390-7 ↗
69. Cui · Catalysts · 2021 · 11 · 116310.3390/catal11101163 ↗
70. Peng · Chem. Eng. J. · 2021 · 407 · 12715710.1016/j.cej.2020.127157 ↗
71. Zhang · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2017 · 9 · 3849910.1021/acsami.7b11120 ↗
72. Han · JACS Au · 2025 · 5 · 154910.1021/jacsau.5c00095 ↗
73. Vayssilov · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 31010.1038/nmat2976 ↗
74. Lykhach · Nat. Mater. · 2016 · 15 · 28410.1038/nmat4500 ↗
75. Peera · Nanomaterials · 2025 · 15 · 60010.3390/nano15080600 ↗
76. Yuan · J. Electroanal. Chem. · 2024 · 971 · 11860410.1016/j.jelechem.2024.118604 ↗
77. Luo · Small · 2024 · 20 · 240035710.1002/smll.202400357 ↗
78. Tu · J. Colloid Interface Sci. · 2023 · 637 · 1010.1016/j.jcis.2023.01.057 ↗
79. Hai · Nat. Nanotechnol. · 2022 · 17 · 17410.1038/s41565-021-01022-y ↗
80. Chen · J. Am. Chem. Soc. · 2022 · 144 · 1450510.1021/jacs.2c01194 ↗