Prediction of solid oxide fuel cell cathode activity with first-principles descriptors

Energy and Environmental Science

Volumn 4, Issue 10, 2011, Pages 3966-3970

  Lee, Yueh Lin ^a   Kleis, Jesper ^b   Rossmeisl, Jan ^b   Yang, Shao Horn ^c   Morgan, Dane ^a  

^a Department of Materials Science and Engineering ^*  (United States)

^b TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

^c Massachusetts Institute of Technology Cambridge   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AREA-SPECIFIC RESISTANCES; DESCRIPTORS; FIRST-PRINCIPLES; OXYGEN SURFACE EXCHANGE; SOLID OXIDE; VACANCY FORMATION ENERGIES;

CATHODES; OXYGEN; PEROVSKITE; SOLID OXIDE FUEL CELLS (SOFC);

CATALYST ACTIVITY;

CATALYSIS; ELECTRODE; EXPERIMENTAL STUDY; FUEL CELL; PEROVSKITE; PREDICTION; SOLAR POWER;

EID: 80053316882     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1ee02032c     Document Type: Article

References (63)

1. B. C. H. Steele Nature 1999 400 619 621
2. N. P. Brandon S. Skinner B. C. H. Steele Annu. Rev. Mater. Res. 2003 33 183 213
3. Z. P. Shao S. M. Haile Nature 2004 431 170 173
4. A. J. Jacobson Chem. Mater. 2010 22 660 674
5. A. Chroneos B. Yildiz A. Tarancon D. Parfitt J. A. Kilner Energy Environ. Sci. 2011 4 2774 2789
6. S. C. Singhal and K. Kendall, High-temperature Solid Oxide Fuel Cells: Fundamentals, Design and Applications, Elsevier Science, 2004
7. B. Hammer J. K. Norskov Nature 1995 376 238 240
8. J. Greeley M. Mavrikakis Nat. Mater. 2004 3 810 815
9. J. K. Norskov T. Bligaard J. Rossmeisl C. H. Christensen Nat. Chem. 2009 1 37 46
10. M. H. R. Lankhorst H. J. M. Bouwmeester H. Verweij Phys. Rev. Lett. 1996 77 2989 2992
11. S. B. Adler Chem. Rev. 2004 104 4791 4843
12. Y. M. Choi D. S. Mebane M. C. Lin M. L. Liu Chem. Mater. 2007 19 1690 1699
13. Y. Choi M. C. Lin M. L. Liu Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 7214 7219
14. L. Wang R. Merkle J. Maier J. Electrochem. Soc. 2010 157 B1802 B1808
15. J. R. Wilson D. T. Schwartz S. B. Adler Electrochim. Acta 2006 51 1389 1402
16. S. B. Adler X. Y. Chen J. R. Wilson J. Catal. 2007 245 91 109
17. J. K. Norskov J. Rossmeisl A. Logadottir L. Lindqvist J. R. Kitchin T. Bligaard H. Jonsson J. Phys. Chem. B 2004 108 17886 17892
18. V. R. Stamenkovic B. S. Mun M. Arenz K. J. J. Mayrhofer C. A. Lucas G. F. Wang P. N. Ross N. M. Markovic Nat. Mater. 2007 6 241 247
19. J. L. Zhang M. B. Vukmirovic Y. Xu M. Mavrikakis R. R. Adzic Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 2132 2135
20. J. Greeley I. E. L. Stephens A. S. Bondarenko T. P. Johansson H. A. Hansen T. F. Jaramillo J. Rossmeisl I. Chorkendorff J. K. Norskov Nat. Chem. 2009 1 552 556
21. A. Bielański and J. Haber, Oxygen in catalysis, Marcel Dekker, Inc., New York, 1991
22. J. Suntivich H. A. Gasteiger N. Yabuuchi H. Nakanishi J. B. Goodenough Y. Shao-Horn Nat. Chem. 2011 3 546 550
23. S. H. Wei L. G. Ferreira J. E. Bernard A. Zunger Phys. Rev. B: Condens. Matter 1990 42 9622
24. S. Lee Y. Lim E. A. Lee H. J. Hwang J.-W. Moon J. Power Sources 2006 157 848 854
25. C.-H. Chen C.-L. Chang B.-H. Hwang Mater. Chem. Phys. 2009 115 478 482
26. C. Xia W. Rauch F. Chen M. Liu Solid State Ionics 2002 149 11 19
27. H. Lv Y. J. Wu B. Huang B. Y. Zhao K. A. Hu Solid State Ionics 2006 177 901 906
28. S. W. Baek J. H. Kim J. Bae Solid State Ionics 2008 179 1570 1574
29. G. Kim S. Wang A. J. Jacobson L. Reimus P. Brodersen C. A. Mims J. Mater. Chem. 2007 17 2500 2505
30. C. Zhu X. Liu C. Yi D. Yan W. Su J. Power Sources 2008 185 193 196
31. D. Chen R. Ran K. Zhang J. Wang Z. Shao J. Power Sources 2009 188 96 105
32. A. Chang S. J. Skinner J. A. Kilner Solid State Ionics 2006 177 2009 2011
33. A. Tarancon S. J. Skinner R. J. Chater F. Hernandez-Ramirez J. A. Kilner J. Mater. Chem. 2007 17 3175 3181
34. N. Li Z. Lü B. Wei X. Huang K. Chen Y. Zhang W. Su J. Alloys Compd. 2008 454 274 279
35. S. P. Jiang Solid State Ionics 2002 146 1 22
36. J. M. Ralph C. Rossignol R. Kumar J. Electrochem. Soc. 2003 150 A1518 A1522
37. A. Esquirol N. P. Brandon J. A. Kilner M. Mogensen J. Electrochem. Soc. 2004 151 A1847 A1855
38. T. Horita K. Yamaji N. Sakai H. Yokokawa A. Weber E. Ivers-Tiffee J. Electrochem. Soc. 2001 148 A456 A462
39. M. Shiono K. Kobayashi T. Lan Nguyen K. Hosoda T. Kato K. Ota M. Dokiya Solid State Ionics 2004 170 1 7
40. Y. Takeda R. Kanno M. Noda Y. Tomida O. Yamamoto J. Electrochem. Soc. 1987 134 2656 2661
41. E. Perry Murray S. A. Barnett Solid State Ionics 2001 143 265 273
42. T. Ioroi T. Hara Y. Uchimoto Z. Ogumi Z. Takehara J. Electrochem. Soc. 1998 145 1999 2004
43. J. Fleig Annu. Rev. Mater. Res. 2003 33 361 382
44. D. Parfitt A. Chroneos J. A. Kilner R. W. Grimes Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 6834 6836
45. A. Kushima D. Parfitt A. Chroneos B. Yildiz J. A. Kilner R. W. Grimes Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 2242 2249
46. L. Wang R. Merkle J. Maier T. Acarturk U. Starke Appl. Phys. Lett. 2009 94 071908
47. I. C. Fullarton J. P. Jacobs H. E. van Benthem J. A. Kilner H. H. Brongersma P. J. Scanlon B. C. H. Steele Ionics 1995 1 51
48. A. A. Taskin A. N. Lavrov Y. Ando Appl. Phys. Lett. 2005 86 091910
49. J. E. tenElshof M. H. R. Lankhorst H. J. M. Bouwmeester Solid State Ionics 1997 99 15 22
50. J. A. Lane S. J. Benson D. Waller J. A. Kilner Solid State Ionics 1999 121 201 208
51. R. A. De Souza J. A. Kilner Solid State Ionics 1999 126 153 161
52. T. Ishigaki S. Yamauchi J. Mizusaki K. Fueki H. Tamura J. Solid State Chem. 1984 54 100 107
53. A. V. Berenov J. L. MacManus-Driscoll J. A. Kilner Solid State Ionics 1999 122 41 49
54. L. Wang T. Maxisch G. Ceder Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 73 195107
55. S. B. Adler J. A. Lane B. C. H. Steele J. Electrochem. Soc. 1996 143 3554 3564
56. J. Maier, Physical Chemistry of Ionic Materials: Ions and Electrons in Solids, John Wiley & Sons, Ltd, New York, 2004
57. Y.-L. Lee J. Kleis J. Rossmeisl D. Morgan Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 80 224101
58. G. Kresse J. Hafner Phys. Rev. B: Condens. Matter 1993 47 558
59. G. Kresse J. Furthmuller Phys. Rev. B: Condens. Matter 1996 54 11169 11186
60. P. E. Blochl Phys. Rev. B: Condens. Matter 1994 50 17953 17979
61. J. P. Perdew Y. Wang Phys. Rev. B: Condens. Matter 1992 45 13244
62. V. I. Anisimov F. Aryasetiawan A. I. Lichtenstein J. Phys.: Condens. Matter 1997 9 767 808
63. S. L. Dudarev G. A. Botton S. Y. Savrasov C. J. Humphreys A. P. Sutton Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998 57 1505 1509