Origin of oxygen reduction reaction activity on "Pt 3Co" nanoparticles: Atomically resolved chemical compositions and structures

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 113, Issue 3, 2009, Pages 1109-1125

  Chen, Shuo ^a   Sheng, Wenchao ^b   Yabuuchi, Naoaki ^a   Ferreira, Paulo J ^c   Allard, Lawrence F ^d   Shao Horn, Yang ^a  

^a Massachusetts Institute of Technology Cambridge   (United States)

^b MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^c UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

^d OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVITY ENHANCEMENTS; ATOMIC SCALE; CHEMICAL COMPOSITIONS; CYCLIC VOLTAMMOGRAMS; HIGH-ANGLE ANNULAR DARK FIELDS; HIGH-RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPIES; IN VACUUMS; INDIVIDUAL PARTICLES; OXYGEN REDUCTION REACTIONS; OXYGENATED SPECIES; PERCOLATED STRUCTURES; PT NANOPARTICLES; ROOM TEMPERATURES; ROTATING DISK ELECTRODES; SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPES; SURFACE ATOMIC STRUCTURES; SURFACE COVERAGES; SYNCHROTRON X-RAY POWDER DIFFRACTIONS; SYNCHROTRON X-RAYS;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ACIDS; CHEMICAL ANALYSIS; ELECTROLYTIC REDUCTION; ELECTRON MICROSCOPES; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; LEACHING; NANOPARTICLES; OXYGEN; ROTATING DISKS; SURFACE SEGREGATION; SURFACE STRUCTURE; SYNCHROTRONS; X RAY SPECTROSCOPY;

PLATINUM;

EID: 61649122829     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp807143e     Document Type: Article

References (91)

1. Dresselhaus, M. S.; Thomas, I. L. Nature 2001, 414, 332.
2. Gasteiger, H. A.; Kocha, S. S.; Sompalli, B.; Wagner, F. T. Appl. Catal., B 2005, 56, 9.
3. Stamenkovic, V. R.; Fowler, B.; Mun, B. S.; Wang, G. F.; Ross, P. N.; Lucas, C. A.; Markovic, N. M. Science 2007, 315, 493.
4. Zhang, J. L.; Vukmirovic, M. B.; Xu, Y.; Mavrikakis, M.; Adzic, R. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2132.
5. Zhang, J.; Mo. Y.; Vukmirovic. M. B.; Klie. R.; Sasaki. K.; Adzic, R. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10955.
6. Norskov, J. K.; Rossmeisl, J.; Logadottir, A.; Lindqvist. L.; Kitchin, J. R.; Bligaard, T.; Jonsson, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886.
7. Toda. T.; Igarashi. H.; Uchida, H.; Watanabe. M. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 3750.
8. Paffett, M. T.; Beery, J. G.; Gottesfeld, S. J. Electrochem. Soc. 1988, 135, 1431.
9. Gauthier, Y. Surf. Rev. Lett. 1996, 3, 1663.
10. Ruban, A. V.; Skriver, H. L.; Norskov, J. K. Phys. Rev. B 1999, 59, 15990.
11. Stamenkovic, V. R.; Mun, B. S.; Mayrhofer, K. J. J.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8813.
12. Stamenkovic, V. R.; Mun, B. S.; Arenz, M.; Mayrhofer, K. J. J.; Lucas, C. A.; Wang, G. F.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. Nat. Mater. 2007, 6, 241.
13. Stamenkovic, V.; Schmidt, T. J.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. J. Electroanal. Chem. 2003, 554, 191.
14. Paulus, U. A.; Wokaun, A.; Scherer, G. G.; Schmidt, T. J.; Stamenkovic, V.; Radmilovic, V.; Markovic, N. M.; Ross, P. N. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 4181.
15. Stamenkovic. V.; Schmidt, T. J.; Ross. P. N.; Markovic. N. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11970.
16. Stamenkovic, V.; Mun, B. S.; Mayrhofer, K. J. J.; Ross, P. N.; Markovic. N. M.; Rossmeisl. J.; Greeley, J.; Norskov, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2897.
17. Xu, Y.; Ruban, A. V.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4717.
18. Mun. B. S.; Watanabe. M.; Rossi, M.; Stamenkovic, V.; Markovic, N. M.; Ross, P. N. J. Chem. Phys. 2005, 123, 204717.
19. Mavrikakis, M.; Hammer, B.; Norskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 2819.
20. Kitchin, J. R.; Norskov, J. K.; Barteau, M. A.; Chen, J. G. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 156801.
21. Greeley, J.; Norskov, J. K. Electrochim. Acta 2007, 52, 5829.
22. Wakisaka, M.; Suzuki. H.; Mitsui, S.; Uchida, H.; Watanabe. M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2750.
23. Watanabe, M.; Tsurumi, K.; Mizukami, T.; Nakamura, T.; Stone-hart, P. J. Electrochem. Soc. 1994, 141, 2659.
24. Mukerjee, S.; Srinivasan, S. J. Electroanal Chem. 1993, 357, 201.
25. Mukerjee, S.; Srinivasan, S.; Soriaga, M. P.; Mcbreen, J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4577.
26. Koh, S.; Strasser, P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12624.
27. Strasser, P.; Koha, S.; Greeley, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3670.
28. Mukerjee, S.; Srinivasan. S.; Soriaga, M. P.; Mcbreen. J. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 1409.
29. Zhang, J.; Lima, F. H. B.; Shao, M. H.; Sasaki, K.; Wang, J. X.; Hanson. J.; Adzic. R. R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22701.
30. Man, V.; Taylor, E. J. J. Electrochem. Soc. 1983, 130, 2299.
31. Beard, B. C.; Ross, P. N. J. Electrochem. Soc. 1990, 137, 3368.
32. Kinoshita, K. J. Electrochem. Soc. 1990, 137, 845.
33. Peuckert. M.; Yoneda, T.; Betta, R. A. D.; Boudart, M. J. Electrochem. Soc. 1986, 133, 944.
34. Mayrhofer, K. J. J.; Blizanac, B. B.; Arenz, M.; Stamenkovic, V. R.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 14433.
35. Schmidt, T. J.; Gasteiger, H. A.; Stab. G. D.; Urban, P. M.; Kolb, D. M.; Behm, R. J. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 2354.
36. Paulus, U. A.; Schmidt, T. J.; Gasteiger, H. A.; Behm, R. J. J. Electroanal. Chem. 2001, 495, 134.
37. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications;John Wiley & Sons: New York, 1980; p 288.
38. Markovic, N. M.; Gasteiger, H. A.; Ross. P. N. J. Phys. Chem. 1995, 99, 3411.
39. Nishibori, E.; Takata, M.; Kato, K.; Sakata, M.; Kubota, Y.; Aoyagi, S.; Kuroiwa, Y.; Yamakata. M.; Ikeda. N. Nucl. lustrum. Methods Phys. Res., Sect. A 2001, 467, 1045.
40. Rodriguezcarvajal, J. Physica B 1993, 192, 55.
41. Ferreira, P. J.; la O, G. J.; Shao-Horn, Y.; Morgan, D.; Makharia, R.; Kocha, S.; Gasteiger, H. A. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2256.
42. Gontard, L. C.; Chang, L. Y.; Hetherington, C. J. D.; Kirkland, A. I.; Ozkaya, D.; Dunin-Borkowski, R. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 3683.
43. Markovic, N. M.; Marinkovic, N. S.; Adzic, R. R. J. Electroanal. Chem. 1988, 241, 309.
44. Markovic, N. M.; Marinkovic, N. S.; Adzic, R. R. J. Electroanal. Chem. 1991, 314, 289.
45. Macia, M. D.; Campina, J. M.; Herrero, E.; Feliu, J. M. J. Electroanal. Chem. 2004, 564, 141.
46. Kuzume, A.; Herrero, E.; Feliu, J. M. J. Electroanal. Chem. 2007, 599, 333.
47. Heald, S. M.; Brewe, D. L.; Stern, E. A.; Kim, K. H.; Brown, F. C.; Jiang. D. T.; Crazier, E. D.; Gordon. R. A. J. Synchrotron Rad. 1999, 6, 347.
48. Heald, S.; Stern, E.; Brewe, D.; Gordon, R.; Crazier, D.; Jiang, D. T.; Cross, J. J. Synchrotron Rad. 2001, 8, 342.
49. Newville. M. J. Synchrotron Rad. 2001, 8, 322.
50. Rehr, J. J.; Albers, R. C. Rev. Mod. Phys. 2000, 72, 621.
51. Markovic, N. M.; Ross, P. N. Surf. Sci. Rep. 2002, 45, 117.
52. Gomez, R.; Orts, J. M.; Alvarez-Ruiz, B.; Feliu, J. M. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 228.
53. Wang, J. X.; Markovic, N. M.; Adzic, R. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 4127.
54. Murthi, V. S.; Urian, R. C.; Mukerjee, S. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11011.
55. Koh, S.; Leisch, J.; Toney, M. F.; Strasser, P. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3744.
56. Koh, S.; Yu, C.; Mani, P.; Srivastava, R.; Strasser, P. J. Power Sources 2007, 172, 50.
57. Paulus, U. A.; Wokaun, A.; Scherer, G. G.; Schmidt, T. J.; Stamenkovic. V.; Markovic, N. M.; Ross. P. N. Electrochim. Acta 2002, 47, 3787.
58. Markovi, N. M.; Stamenkovi, T. J. S. V.; Ross, P. N. Fuel Cells 2001, 1, 105.
59. Samant, M. G.; Boudart, M. J. Phys. Chem. 1991, 95, 4070.
60. Sun. C. Q. Prog. Solid State Chem. 2007, 35, 1.
61. Jiang. Q.; Liang, L. H.; Zhao, D. S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 6275.
62. Wasserman, H. J.; Vermaak, J. S. Surf. Sci. 1972, 32, 168.
63. Buschow, K. H. J.; Vanengen, P. G.; Jongebreur, R. J. Magn. Magn. Mater. 1983, 38, 1.
64. Laar, B. V. J. Phys. 1964, 25, 600.
65. Berg, H.; Cohen, J. B. Metall. Mater. Trans. 1912, 3, 1797.
66. Jen, S. U. J. Alloys Compd. 1996, 234, 231.
67. Fultz. B.; Howe, J. M. Transmission Electron Microscopy and Diffractometry of Materials; Springer: Berlin, 2008; p 426.
68. Suzuki, H.; Shintaku, M.; Sato, T.; Tamano, M.; Matsuura, T.; Hori, M.; Kaito, C. Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 2005, 44, L610.
69. Oppenheim, I. C.; Trevor, D. J.; Chidsey, C. E. D.; Trevor, P. L.; Sieradzki, K. Science 1991, 254, 687.
70. Erlebacher, J.; Aziz, M. J.; Karma, A.; Dimitrov, N.; Sieradzki, K. Nature 2001, 410, 450.
71. Erlebacher, J. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, C614.
72. Yu. C.; Koh. S.; Leisch, J. E.; Toney, M. F.; Strasser. P. Faraday Discuss. 2008, 140, 185.
73. Markovic, N.; Gasteiger, H.; Ross, P. N. J. Electrochem. Soc. 1997, 144, 1591.
74. Wang. G. F.; Van Hove, M. A.; Ross, P. N.; Baskes, M. I. J. Chem. Phys. 2005, 122, 024706.
75. Wang, T.; Lee, C.; Schmidt, L. D. Surf. Sci. 1985, 163, 181.
76. Lytle, F. W.; Wei, P. S. P.; Greegor, R. B.; Via, G. H.; Sinfelt, J. H. J. Chem. Phys. 1979, 70, 4849.
77. Mukerjee, S.; McBreen, J. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 2285.
78. Mukerjee, S.; McBreen, J. J. Electroanal Chem. 1998, 448, 163.
79. Teliska, A.; O'Grady, W. E.; Ramaker, D. E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8076.
80. Teliska, M.; Murthi, V. S.; Mukerjee, S.; Ramaker, D. E. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2159.
81. Frenken, J. W. M.; Stoltze, P. Phys. Rev. Lett. 1999, 82, 3500.
82. Ferreira, P. J.; Shao-Horn. Y. Electrochem. Solid-State Lett. 2007. 10, B60.
83. Gland, J. L.; Korchak, V. N. Surf. Sci. 1978, 75, 733.
84. Hammer, B.; Nielsen, O. H.; Norskov, J. K. Catal. Lett. 1997, 46, 31.
85. Markovic, N. M.; Adzic, R. R.; Cahan, B. D.; Yeager, E. B. J. Electroanal. Chem. 1994, 377, 249.
86. Greeley, J.; Rossmeisl, J.; Hellman, A.; Norskov, J. K. Z. Phys. Chem. 2007, 221, 1209.
87. Grabow. L.; Xu. Y.; Mavrikakis, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006. 8, 3369.
88. Rossmeisl, J.; Karlberg, G. S.; Jaramillo, T.; Norskov, J. K. Faraday Discuss. 2008, 140, 337.
89. Schlapka, A.; Lischka, M.; Gross, A.; Kasberger, U.; Jakob, P. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 016101.
90. Ruban, A.; Hammer, B.; Stoltze, P.; Skriver, H. L.; Norskov, J. K. J. Mol. Catal A: Chem. 1997, 115, 421.
91. Nilekar, A.; Xu, Y.; Zhang, J.; Vukmirovic, M.; Sasaki, K.; Adzic, R.; Mavrikakis, M. Top. Catal. 2007, 46, 276.