Balance of nanostructure and bimetallic interactions in Pt model fuel cell catalysts: In situ XAS and DFT study

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 23, 2012, Pages 9664-9671

  Friebel, Daniel ^a,b   Viswanathan, Venkatasubramanian ^a,c   Miller, Daniel J ^a,b   Anniyev, Toyli ^a,b   Ogasawara, Hirohito ^a,b   Larsen, Ask H ^d   Ogrady, Christopher P ^a,c   Nørskov, Jens K ^a,c   Nilsson, Anders ^a,b,c  

^a SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

^b SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

^c Stanford University   (United States)

^d TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION ENERGIES; ADSORPTION STRENGTH; ATOMIC HYDROGEN; DFT STUDY; FLUORESCENCE DETECTION; FUEL CELL CATALYSTS; HIGH POTENTIAL; HIGH-ENERGY RESOLUTION; HOLLOW SITES; IN-SITU; IN-SITU XAS; LIGAND EFFECT; LOCAL GEOMETRY; NANO-STRUCTURING; OXYGEN-CONTAINING SPECIES; SINGLE-CRYSTAL SUBSTRATES; WET CHEMICAL ROUTE;

ADSORPTION; CHEMISORPTION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTROCATALYSTS; HYDROGEN; LIGANDS; MONOLAYERS; RHODIUM; THREE DIMENSIONAL; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

PLATINUM;

HYDROGEN; NANOMATERIAL; PLATINUM; RHODIUM;

ADSORPTION; ARTICLE; CATALYSIS; CHEMICAL INTERACTION; CHEMICAL STRUCTURE; DENSITY; EVAPORATION; FLUORESCENCE ANALYSIS; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 84862201498     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja3003765     Document Type: Article

References (56)

1. Hammer, B.; Nørskov, J. K. Nature 1995, 376, 238-240
2. Hammer, B.; Nørskov, J. K. Surf. Sci. 1995, 343, 211-220
3. Nilsson, A.; Pettersson, L. G. M.; Hammer, B.; Bligaard, T.; Christensen, C. H.; Nørskov, J. K. Catal. Lett. 2005, 100, 111-114
4. Strasser, P.; Koh, S.; Anniyev, T.; Greeley, J.; More, K.; Yu, C.; Liu, Z.; Kaya, S.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Toney, M. F.; Nilsson, A. Nat. Chem. 2010, 2, 454-460
5. 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
6. Wang, C.; Chi, M.; Li, D.; Strmcnik, D.; van der Vliet, D.; Wang, G.; 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
7. Nørskov, J. K.; Rossmeisl, J.; Logadottir, A.; Lindqvist, L.; Kitchin, J. R.; Bligaard, T.; Jónsson, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886-17892
8. Greeley, J.; Stephens, I. E. L.; Bondarenko, A. S.; Johansson, T. P.; Hansen, H. A.; Jaramillo, T. F.; Rossmeisl, J.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. Nat. Chem. 2009, 1, 552-556
9. Miller, D.; Öberg, H.; Kaya, S.; Sanchez Casalongue, H.; Friebel, D.; Anniyev, T.; Ogasawara, H.; Bluhm, H.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 195502
10. Teliska, M.; Murthi, V. S.; Mukerjee, S.; Ramaker, D. E. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2159-A2169
11. Vukmirovic, M. B.; Zhang, J.; Sasaki, K.; Nilekar, A. U.; Uribe, F.; Mavrikakis, M.; Adzic, R. R. Electrochim. Acta 2007, 52, 2257-2263
12. Zhang, J.; Mo, Y.; Vukmirovic, M. B.; Klie, R.; Sasaki, K.; Adzic, R. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10955-10964
13. Zhang, J.; Sasaki, K.; Sutter, E.; Adzic, R. R. Science 2007, 315, 220-222
14. Teliska, A.; OGrady, W. E.; Ramaker, D. E. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 8076-8084
15. Mukerjee, S.; Srinivasan, S.; Soriaga, M. P.; Mcbreen, J. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 1409-1422
16. Mukerjee, S.; McBreen, J. J. Electroanal. Chem. 1998, 448, 163-171
17. Tada, M.; Murata, S.; Asakoka, T.; Hiroshima, K.; Okumura, K.; Tanida, H.; Uruga, T.; Nakanishi, H.; Matsumoto, S.; Inada, Y.; Nomura, M.; Iwasawa, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4310-4315
18. Imai, H.; Izumi, K.; Matsumoto, M.; Kubo, Y.; Kato, K.; Imai, Y. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6293-6300
19. Allen, P. G.; Conradson, S. D.; Wilson, M. S.; Gottesfeld, S.; Raistrick, I. D.; Valerio, J.; Lovato, M. J. Electroanal. Chem. 1995, 384, 99-103
20. Principi, E.; Witkowska, A.; Dsoke, S.; Marassi, R.; Cicco, A. D. Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 9987-9995
21. Teliska, M.; OGrady, W. E.; Ramaker, D. E. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 2333-2344
22. Friebel, D.; Miller, D. J.; OGrady, C. P.; Anniyev, T.; Bargar, J.; Bergmann, U.; Ogasawara, H.; Wikfeldt, K. T.; Pettersson, L. G. M.; Nilsson, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 262-266
23. Friebel, D.; Miller, D. J.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Nilsson, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10190-10192
24. Angew. Chem. 2011, 123, 10372-10374.
25. Zhang, J. L.; Vukmirovic, M. B.; Xu, Y.; Mavrikakis, M.; Adzic, R. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2132-2135
26. Duisberg, M.; Dräger, M.; Wandelt, K.; Gruber, E. L. D.; Schmid, M.; Varga, P. Surf. Sci. 1999, 433, 554-558
27. Wu, Z.-L.; Zang, Z.-H.; Yau, S.-L. Langmuir 2000, 16, 3522-3528
28. Anjos, D. M.; Rigsby, M. A.; Wieckowski, A. J. Electroanal. Chem. 2010, 639, 8-14
29. Friebel, D.; Schlaup, C.; Broekmann, P.; Wandelt, K. Surf. Sci. 2006, 600, 2800-2809
30. Friebel, D.; Schlaup, C.; Broekmann, P.; Wandelt, K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2142-2145
31. Ocko, B. M.; Wang, J.; Davenport, A.; Isaacs, H. Phys. Rev. Lett. 1990, 65, 1466-1469
32. Glatzel, P.; Bergmann, U. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 65-95
33. Waychunas, G. A. Rev. Mineral. Geochem. 2002, 49, 267-315
34. Webb, S. M. Phys. Scr. 2005, T115, 1011-1014
35. Rehr, J. J.; Albers, R. C.; Zabinsky, S. I. Phys. Rev. Lett. 1992, 69, 3397-3400
36. Ankudinov, A. L.; Ravel, B.; Rehr, J. J.; Conradson, S. D. Phys. Rev. B 1998, 58, 7565-7576
37. Safonova, O. V.; Tromp, M.; Bokhoven, J. A.; van Groot, F. M. F.; de; Evans, J.; Glatzel, P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 16162-16164
38. Glatzel, P.; Singh, J.; Kvashnina, K. O.; vanBokhoven, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2555-2557
39. Ankudinov, A. L.; Rehr, J. J.; Low, J.; Bare, S. R. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 1642-1645
40. Ankudinov, A. L.; Rehr, J. J.; Low, J. J.; Bare, S. R. J. Synchrotron Rad 2001, 8, 578-580
41. Mortensen, J. J.; Hansen, L. B.; Jacobsen, K. W. Phys. Rev. B 2005, 71, 035109
42. Enkovaara, J.; Rostgaard, C.; Mortensen, J. J.; Chen, J.; Duak, M.; Ferrighi, L.; Gavnholt, J.; Glinsvad, C.; Haikola, V.; Hansen, H. A.; Kristoffersen, H. H.; Kuisma, M.; Larsen, A. H.; Lehtovaara, L.; Ljungberg, M.; Lopez-Acevedo, O.; Moses, P. G.; Ojanen, J.; Olsen, T.; Petzold, V.; Romero, N. A.; Stausholm-Møller, J.; Strange, M.; Tritsaris, G. A.; Vanin, M.; Walter, M.; Hammer, B.; Häkkinen, H.; Madsen, G. K. H.; Nieminen, R. M.; Nørskov, J. K.; Puska, M.; Rantala, T. T.; Schiøtz, J.; Thygesen, K. S.; Jacobsen, K. W. J. Phys.: Condens. Matter 2010, 22, 253202
43. Bahn, S. R.; Jacobsen, K. W. Comput. Sci. Eng. 2002, 4, 56-66
44. Hammer, B.; Hansen, L. B.; Nørskov, J. K. Phys. Rev. B 1999, 59, 7413-7421
45. Larsen, A. H.; Vanin, M.; Mortensen, J. J.; Thygesen, K. S.; Jacobsen, K. W. Phys. Rev. B 2009, 80, 195112
46. Bauer, E.; van der Merwe, J. H. Phys. Rev. B 1986, 33, 3657-3671
47. Hoster, H. E.; Alves, O. B.; Koper, M. T. M. ChemPhysChem 2010, 11, 1518-1524
48. Lima, F. H. B.; Zhang, J.; Shao, M. H.; Sasaki, K.; Vukmirovic, M. B.; Ticianelli, E. A.; Adzic, R. R. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 404-410
49. Horsley, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 76, 1451-1458
50. Mansour, A. N.; Cook, J. W.; Sayers, D. E. J. Phys. Chem. 1984, 88, 2330-2334
51. Hämäläinen, K.; Siddons, D. P.; Hastings, J. B.; Berman, L. E. Phys. Rev. Lett. 1991, 67, 2850-2853
52. Garcia-Araez, N.; Climent, V.; Herrero, E.; Feliu, J. M.; Lipkowski, J. Electrochim. Acta 2006, 51, 3787-3793
53. Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K.; Taylor, C. D.; Janik, M. J.; Neurock, M. J. Phys. Chem. B 2011, 110, 21833-21839
54. Feibelman, P. J.; Esch, S.; Michely, T. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 2257
55. Abrams, B. L.; Vesborg, P. C. K.; Bonde, J. L.; Jaramillo, T. F.; Chorkendorff, I. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, B273-B282
56. Stamenkovic, V.; Mun, B. S.; Mayrhofer, K. J. J.; Ross, P. N.; Markovic, N. M.; Rossmeisl, J.; Greeley, J.; Nørskov, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2897-2901