Advanced platinum alloy electrocatalysts for the oxygen reduction reaction

ACS Catalysis

Volumn 2, Issue 5, 2012, Pages 891-898

  Wang, Chao ^a   Markovic, Nenad M ^a   Stamenkovic, Vojislav R ^a  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

alloy; electrocatalysts; oxygen reduction reaction; platinum

Indexed keywords

3D TRANSITION METALS; ACTIVE MATERIAL; CATALYTIC PERFORMANCE; MONODISPERSE; ORGANIC SOLUTIONS; OXYGEN REDUCTION REACTION; SHAPE EFFECT; SYSTEMATIC STUDY;

ALLOYS; CERIUM ALLOYS; ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYSIS; ELECTROLYTIC REDUCTION; ELECTRONIC STRUCTURE; ENERGY CONVERSION; PLATINUM; TRANSITION METALS;

PLATINUM ALLOYS;

EID: 84860724356     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs3000792     Document Type: Review

References (90)

1. Besenbacher, F.; Chorkendorff, I.; Clausen, B. S.; Hammer, B.; Molenbroek, A. M.; Norskov, J. K.; Stensgaard, I. Science 1998, 279, 1913-1915
2. Diemant, T.; Hager, T.; Hoster, H. E.; Rauscher, H.; Behm, R. J. Surf. Sci. 2003, 541, 137-146
3. Greeley, J.; Mavrikakis, M. Nat. Mater. 2004, 3, 810-815
4. Chen, M. S.; Kumar, D.; Yi, C. W.; Goodman, D. W. Science 2005, 310, 291-293
5. 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, 241-247
6. Strasser, P.; Koh, S.; Anniyev, T.; Greeley, J.; More, K.; Yu, C. F.; Liu, Z. C.; Kaya, S.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Toney, M. F.; Nilsson, A. Nat. Chem. 2010, 2, 454-460
7. Tao, F.; Grass, M. E.; Zhang, Y. W.; Butcher, D. R.; Aksoy, F.; Aloni, S.; Altoe, V.; Alayoglu, S.; Renzas, J. R.; Tsung, C. K.; Zhu, Z. W.; Liu, Z.; Salmeron, M.; Somorjai, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8697-8703
8. Maroun, F.; Ozanam, F.; Magnussen, O. M.; Behm, R. J. Science 2001, 293, 1811-1814
9. Burch, R. Acc. Chem. Res. 1982, 15, 24-31
10. Stamenkovic, V. R.; Fowler, B.; Mun, B. S.; Wang, G. F.; Ross, P. N.; Lucas, C. A.; Markovic, N. M. Science 2007, 315, 493-497
11. Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Bligaard, T.; Sorensen, R. Z.; Christensen, C. H.; Norskov, J. K. Science 2008, 320, 1320-1322
12. Jankowiak, J. T.; Barteau, M. A. J. Catal. 2005, 236, 366-378
13. Linic, S.; Jankowiak, J.; Barteau, M. A. J. Catal. 2004, 224, 489-493
14. Kesavan, L.; Tiruvalam, R.; Ab Rahim, M. H.; bin Saiman, M. I.; Enache, D. I.; Jenkins, R. L.; Dimitratos, N.; Lopez-Sanchez, J. A.; Taylor, S. H.; Knight, D. W.; Kiely, C. J.; Hutchings, G. J. Science 2011, 331, 195-199
15. Greeley, J.; Stephens, I. E. L.; Bondarenko, A. S.; Johansson, T. P.; Hansen, H. A.; Jaramillo, T. F.; Rossmeisl, J.; Chorkendorff, I.; Norskov, J. K. Nat. Chem. 2009, 1, 552-556
16. Wang, C.; van der Vliet, D.; More, K. L.; Zaluzec, N. J.; Peng, S.; Sun, S. H.; Daimon, H.; Wang, G. F.; Greeley, J.; Pearson, J.; Paulikas, A. P.; Karapetrov, G.; Strmcnik, D.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R. Nano Lett. 2011, 11, 919-926
17. Vielstich, W.; Lamm, A.; Gasteiger, H. A. Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, And Applications; Wiley: Chichester, England, Hoboken, NJ, 2003.
18. Abraham, K. M.; Jiang, Z. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1-5
19. Armand, M.; Tarascon, J. M. Nature 2008, 451, 652-657
20. Gasteiger, H. A.; Kocha, S. S.; Sompalli, B.; Wagner, F. T. Appl. Catal., B 2005, 56, 9-35
21. Toda, T.; Igarashi, H.; Uchida, H.; Watanabe, M. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 3750-3756
22. Scott, R. W. J.; Wilson, O. M.; Oh, S. K.; Kenik, E. A.; Crooks, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15583-15591
23. Hernandez, J.; Solla-Gullon, J.; Herrero, E.; Aldaz, A.; Feliu, J. M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14078-14083
24. Zhang, J.; Sasaki, K.; Sutter, E.; Adzic, R. R. Science 2007, 315, 220-222
25. Wang, C.; Daimon, H.; Onodera, T.; Koda, T.; Sun, S. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3588-3591
26. Wang, J. X.; Inada, H.; Wu, L. J.; Zhu, Y. M.; Choi, Y. M.; Liu, P.; Zhou, W. P.; Adzic, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17298-17302
27. Ataee-Esfahani, H.; Wang, L.; Nemoto, Y.; Yamauchi, Y. Chem. Mater. 2010, 22, 6310-6318
28. Li, W. Z.; Chen, Z. W.; Xu, L. B.; Yan, Y. S. J. Power Sources 2010, 195, 2534-2540
29. Mazumder, V.; Chi, M. F.; More, K. L.; Sun, S. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9368-9372
30. 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, 2897-2901
31. Mukerjee, S.; Srinivasan, S. J. Electroanal. Chem. 1993, 357, 201-224
32. Mukerjee, S.; Srinivasan, S.; Soriaga, M. P.; Mcbreen, J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4577-4589
33. Min, M. K.; Cho, J. H.; Cho, K. W.; Kim, H. Electrochim. Acta 2000, 45, 4211-4217
34. Paulus, U. A.; Wokaun, A.; Scherer, G. G.; Schmidt, T. J.; Stamenkovic, V.; Markovic, N. M.; Ross, P. N. Electrochim. Acta 2002, 47, 3787-3798
35. 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, 4181-4191
36. Soderberg, J. N.; Sirk, A. H. C.; Campbell, S. A.; Birss, V. I. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2017-A2022
37. Qian, Y. D.; Wen, W.; Adcock, P. A.; Jiang, Z.; Hakim, N.; Saha, M. S.; Mukerjee, S. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 1146-1157
38. Hwang, B. J.; Kumar, S. M. S.; Chen, C. H.; Monalisa; Cheng, M. Y.; Liu, D. G.; Lee, J. F. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15267-15276
39. Bing, Y. H.; Liu, H. S.; Zhang, L.; Ghosh, D.; Zhang, J. J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2184-2202
40. Markovic, N. M.; Schmidt, T. J.; Stamenkovic, V.; Ross, P. N. Fuel Cells 2001, 1, 105-116
41. Strasser, P. Rev. Chem. Eng. 2009, 25, 255-295
42. Markovic, N. M.; Ross, P. N. Surf. Sci. Rep. 2002, 45, 121-229
43. Chen, M.; Liu, J. P.; Sun, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8394-8395
44. Ahrenstorf, K.; Heller, H.; Kornowski, A.; Broekaert, J. A. C.; Weller, H. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 3850-3856
45. Ponec, V.; Bond, G. C. Catalysis by Metals and Alloys; Elsevier: Amsterdam, New York, 1995.
46. Ertl, G.; Knözinger, H.; Weitkamp, J. Handbook of Heterogeneous Catalysis. VCH: Weinheim, 1997.
47. Murray, C. B.; Kagan, C. R.; Bawendi, M. G. Annu. Rev. Mater. Sci. 2000, 30, 545-610
48. Cushing, B. L.; Kolesnichenko, V. L.; O'Connor, C. J. Chem. Rev. 2004, 104, 3893-3946
49. Ferrando, R.; Jellinek, J.; Johnston, R. L. Chem. Rev. 2008, 108, 845-910
50. Guo, S. J.; Wang, E. K. Nano Today 2011, 6, 240-264
51. Cuenya, B. R. Thin Solid Films 2010, 518, 3127-3150
52. Sun, S. H.; Murray, C. B.; Weller, D.; Folks, L.; Moser, A. Science 2000, 287, 1989-1992
53. Shevchenko, E. V.; Talapin, D. V.; Rogach, A. L.; Kornowski, A.; Haase, M.; Weller, H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11480-11485
54. Wang, C.; Chi, M. F.; Li, D. G.; van der Vliet, D.; Wang, G. F.; Lin, Q. Y.; Mitchell, J. F.; More, K. L.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R. ACS Catal. 2011, 1, 1355-1359
55. Wang, C.; van der Vilet, D.; Chang, K. C.; You, H. D.; Strmcnik, D.; Schlueter, J. A.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 19365-19368
56. Ahrenstorf, K.; Albrecht, O.; Heller, H.; Kornowski, A.; Gorlitz, D.; Weller, H. Small 2007, 3, 271-274
57. Wang, C.; Chi, M. F.; Wang, G. F.; van der Vliet, D.; Li, D. G.; More, K.; Wang, H. H.; Schlueter, J. A.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 147-152
58. LaMer, V. K.; Dinegar, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1950, 72, 4847-4854
59. Shevchenko, E. V.; Talapin, D. V.; Schnablegger, H.; Kornowski, A.; Festin, O.; Svedlindh, P.; Haase, M.; Weller, H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9090-9101
60. Zhang, J.; Fang, J. Y. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18543-18547
61. Kang, Y. J.; Murray, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7568-7569
62. Ahmadi, T. S.; Wang, Z. L.; Green, T. C.; Henglein, A.; El-Sayed, M. A. Science 1996, 272, 1924-1926
63. Chen, J. Y.; Lim, B.; Lee, E. P.; Xia, Y. N. Nano Today 2009, 4, 81-95
64. Peng, Z. M.; Yang, H. Nano Today 2009, 4, 143-164
65. Burda, C.; Chen, X. B.; Narayanan, R.; El-Sayed, M. A. Chem. Rev. 2005, 105, 1025-1102
66. Chen, M.; Kim, J.; Liu, J. P.; Fan, H. Y.; Sun, S. H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7132-7133
67. Liu, Q. S.; Yan, Z.; Henderson, N. L.; Bauer, J. C.; Goodman, D. W.; Batteas, J. D.; Schaak, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5720-5721
68. Zhang, J.; Yang, H. Z.; Fang, J. Y.; Zou, S. Z. Nano Lett. 2010, 10, 638-644
69. Wu, J. B.; Gross, A.; Yang, H. Nano Lett. 2011, 11, 798-802
70. Wang, Z. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1153-1175
71. Wang, C.; Daimon, H.; Lee, Y.; Kim, J.; Sun, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6974-6975
72. Ren, J. T.; Tilley, R. D. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3287-3291
73. Eichler, A. Surf. Sci. 2002, 498, 314-320
74. Liu, Z. F.; Shamsuzzoha, M.; Ada, E. T.; Reichert, W. M.; Nikles, D. E. J. Power Sources 2007, 164, 472-480
75. Liu, Z. F.; Ada, E. T.; Shamsuzzoha, M.; Thompson, G. B.; Nikles, D. E. Chem. Mater. 2006, 18, 4946-4951
76. Lee, Y. H.; Lee, G.; Shim, J. H.; Hwang, S.; Kwak, J.; Lee, K.; Song, H.; Park, J. T. Chem. Mater. 2006, 18, 4209-4211
77. Chen, W.; Kim, J. M.; Sun, S. H.; Chen, S. W. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 3891-3898
78. Wang, C.; Chi, M. F.; Li, D. G.; Strmcnik, D.; van der Vliett, D.; Wang, G. F.; Komanicky, V.; Chang, K. C.; Paulikas, A. P.; Tripkovic, D.; Pearson, J.; More, K. L.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14396-14403
79. Liu, H.; Li, W.; Manthiram, A. Appl. Catal., B 2009, 90, 184-194
80. Schulenburg, H.; Muller, E.; Khelashvili, G.; Roser, T.; Bonnemann, H.; Wokaun, A.; Scherer, G. G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 4069-4077
81. Wang, C.; Wang, G. F.; van der Vliet, D.; Chang, K. C.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 6933-6939
82. Kinoshita, K. J. Electrochem. Soc. 1990, 137, 845-848
83. Mayrhofer, K. J. J.; Blizanac, B. B.; Arenz, M.; Stamenkovic, V. R.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 14433-14440
84. Han, B. C.; Miranda, C. R.; Ceder, G. Phys. Rev. B 2008, 77
85. Stamenkovic, V. R.; Mun, B. S.; Mayrhofer, K. J. J.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8813-8819
86. Gai, P. L. Microsc. Microanal. 2002, 8, 21-28
87. Dolle, M.; Grugeon, S.; Beaudoin, B.; Dupont, L.; Tarascon, J. M. J. Power Sources 2001, 97-8, 104-106
88. Bogner, A.; Jouneau, P. H.; Thollet, G.; Basset, D.; Gauthier, C. Micron 2007, 38, 390-401
89. Schatten, H. Micron 2011, 42, 175-185
90. Dunsch, L. J. Solid State Electrochem. 2011, 15, 1631-1646