Facile synthesis of carbon-supported Pd-Co core-shell nanoparticles as oxygen reduction electrocatalysts and their enhanced activity and stability with monolayer Pt decoration

Chemistry of Materials

Volumn 24, Issue 12, 2012, Pages 2274-2281

  Wang, Deli ^a,b   Xin, Huolin L ^c   Wang, Hongsen ^b   Yu, Yingchao ^b   Rus, Eric ^b   Muller, David A ^c   Disalvo, Francis J ^b   Abruña, Hector D ^b  

^a SOUTHWEST UNIVERSITY   (China)

^b Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

^c Cornell University   (United States)

Author keywords

density functional theory; electrocatalyst; fuel cells; oxygen reduction reaction; palladium cobalt

Indexed keywords

ALLOY NANOPARTICLE; CATALYST SURFACES; CATALYST SYSTEM; CATHODE CATALYST; CORE-SHELL NANOPARTICLES; D-BAND CENTERS; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; FACILE METHOD; FACILE SYNTHESIS; FUEL CELL APPLICATION; HIGH-EFFICIENCY CATALYSTS; OXYGEN ADSORPTION; OXYGEN REDUCTION; OXYGEN REDUCTION REACTION; RATIONAL SYNTHESIS; THEORETICAL STUDY;

CARBON; COBALT; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYSIS; ELECTROLYTIC REDUCTION; ELECTRONIC PROPERTIES; FUEL CELLS; GAS ADSORPTION; MONOLAYERS; NANOPARTICLES; PLATINUM; SURFACE SEGREGATION; SYNTHESIS (CHEMICAL);

CATALYST ACTIVITY;

EID: 84862886595     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm203863d     Document Type: Article

References (63)

1. Bashyam, R.; Zelenay, P. Nature 2006, 443, 63
2. Brumfiel, G. Nature 2003, 422, 104
3. Gong, K. P.; Du, F.; Xia, Z. H.; Durstock, M.; Dai, L. M. Science 2009, 323, 760
4. Shao, M. H.; Sasaki, K.; Adzic, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3526
5. Zhang, L.; Zhang, J. J.; Wilkinson, D. P.; Wang, H. J. J. Power Sources 2006, 156, 171
6. Li, H. Q.; Xin, Q.; Li, W. Z.; Zhou, Z. H.; Jiang, L. H.; Yang, S. H.; Sun, G. Q. Chem. Commun. 2004, 2776
7. Raghuveer, V.; Manthiram, A.; Bard, A. J. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22909
8. Zhang, J. L.; Vukmirovic, M. B.; Sasaki, K.; Nilekar, A. U.; Mavrikakis, M.; Adzic, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12480
9. Zhang, J. L.; Vukmirovic, M. B.; Xu, Y.; Mavrikakis, M.; Adzic, R. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2132
10. 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. Nature Chem 2010, 2, 454
11. Yamauchi, Y.; Sugiyama, A.; Morimoto, R.; Takai, A.; Kuroda, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 5371
12. Mahmoud, M. A.; Tabor, C. E.; El-Sayed, M. A.; Ding, Y.; Wang, Z. L. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 4590
13. Tian, N.; Zhou, Z. Y.; Sun, S. G.; Ding, Y.; Wang, Z. L. Science 2007, 316, 732
14. Schulenburg, H.; Muller, E.; Khelashvili, G.; Roser, T.; Bonnemann, H.; Wokaun, A.; Scherer, G. G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 4069
15. Lim, B.; Jiang, M. J.; Camargo, P. H. C.; Cho, E. C.; Tao, J.; Lu, X. M.; Zhu, Y. M.; Xia, Y. A. Science 2009, 324, 1302
16. Peng, Z. M.; Yang, H. Nano Today 2009, 4, 143
17. Xu, D.; Liu, Z. P.; Yang, H. Z.; Liu, Q. S.; Zhang, J.; Fang, J. Y.; Zou, S. Z.; Sun, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4217
18. Komanicky, V.; Iddir, H.; Chang, K. C.; Menzel, A.; Karapetrov, G.; Hennessy, D.; Zapol, P.; You, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5732
19. Wang, J. P.; Thomas, D. F.; Chen, A. C. Chem. Commun. 2008, 5010
20. Chen, W.; Kim, J. M.; Sun, S. H.; Chen, S. W. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 3891
21. 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
22. 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. Nature Chem. 2009, 1, 552
23. Antolini, E. Energy Environ. Sci 2009, 2, 915
24. Fernandez, J. L.; Raghuveer, V.; Manthiram, A.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13100
25. Savadogo, O.; Lee, K.; Oishi, K.; Mitsushima, S.; Kamiya, N.; Ota, K. I. Electrochem. Commun. 2004, 6, 105
26. Tarasevich, M. R.; Chalykh, A. E.; Bogdanovskaya, V. A.; Kuznetsova, L. N.; Kapustina, N. A.; Efremov, B. N.; Ehrenburg, M. R.; Reznikova, L. A. Electrochim. Acta 2005, 51, 4455
27. Mustain, W. E.; Kepler, K.; Prakash, J. Electrochem. Commun. 2006, 8, 406
28. Lee, K.; Savadogo, O.; Ishihara, A.; Mitsushima, S.; Kamiya, N.; Ota, K. J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A20
29. Liu, H.; Li, W.; Manthiram, A. Appl. Catal., B 2009, 90, 184
30. Wang, D.; Lu, S.; Jiang, S. Chem. Commun. 2010, 46, 2058
31. Mani, P.; Srivastava, R.; Strasser, P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2770
32. Shao, M. H.; Shoemaker, K.; Peles, A.; Kaneko, K.; Protsailo, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9253
33. Yang, R. Z.; Leisch, J.; Strasser, P.; Toney, M. F. Chem. Mater. 2010, 22, 4712
34. Sarkar, A.; Manthiram, A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4725
35. 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
36. Kulp, C.; Chen, X. X.; Puschhof, A.; Schwamborn, S.; Somsen, C.; Schuhmann, W.; Bron, M. ChemPhysChem 2010, 11, 2854
37. Mayrhofer, K. J. J.; Juhart, V.; Hartl, K.; Hanzlik, M.; Arenz, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3529
38. Kourkoutis, L. F.; Xin, H. L.; Higuchi, T.; Hotta, Y.; Lee, J. H.; Hikita, Y.; Schlom, D. G.; Hwang, H. Y.; Muller, D. A. Philos. Mag. 2010, 90, 4731
39. Muller, D. A.; Kourkoutis, L. F.; Murfitt, M.; Song, J. H.; Hwang, H. Y.; Silcox, J.; Dellby, N.; Krivanek, O. L. Science 2008, 319, 1073
40. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
41. Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892
42. Giannozzi, P.; Baroni, S.; Bonini, N.; Calandra, M.; Car, R.; Cavazzoni, C.; Ceresoli, D.; Chiarotti, G. L.; Cococcioni, M.; Dabo, I.; Dal Corso, A. J. Phys.: Condens. Matter. 2009, 21, 395502
43. Wang, D.; Zhuang, L.; Lu, J. T. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16416
44. Wang, D. L.; Lu, S. F.; Jiang, S. P. Electrochim. Acta 2010, 55, 2964
45. Popova, N. M.; Babenkova, L. V. React. Kinet. Catal. Lett. 1979, 11, 187
46. Johansson, M.; Lytken, O.; Chorkendorff, I. J. Chem. Phys. 2008, 128, 034706
47. Ruban, A. V.; Skriver, H. L.; Nørskov, J. K. Phys. Rev. B 1999, 59, 15990
48. Wang, L. L.; Johnson, D. D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14023
49. Wang, D. L.; Xin, H. L.; Yu, Y. C.; Wang, H. S.; Rus, E.; Muller, D. A.; Abruna, H. D. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 17664
50. Arico, A. S.; Stassi, A.; Modica, E.; Ornelas, R.; Gatto, I.; Passalacqua, E.; Antonucci, V. J. Power Sources 2008, 178, 525
51. Stamenkovic, V.; Schmidt, T. J.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11970
52. Gasteiger, H. A.; Kocha, S. S.; Sompalli, B.; Wagner, F. T. Appl. Catal., B 2005, 56, 9
53. Mavrikakis, M.; Hammer, B.; Norskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 2819
54. Hammer, B.; Hansen, L. B.; Norskov, J. K. Phys. Rev. B 1999, 59, 7413
55. Hovden, R.; Xin, H. L.; Muller, D. A. Microsc. Microanal. 2011, 17, 75
56. Intaraprasonk, V.; Xin, H. L.; Muller, D. A. Ultramicroscopy 2008, 108, 1454
57. Xin, H. L.; Intaraprasonk, V.; Muller, D. A. Appl. Phys. Lett. 2008, 92
58. Xin, H. L.; Muller, D. A. J. Electron Microsc. 2009, 58, 157
59. Xin, H. L.; Muller, D. A. Microsc. Microanal. 2010, 16, 445
60. Muller, D. A.; Intaraprasonk, V.; Xin, H.; Ercius, P. Microsc. Microanal. 2007, 13, 86
61. Egerton, R. F. Electron Energy-Loss Spectroscopy in the Electron Microscope; 2 nd ed.; Plenum Press: New York, 1996.
62. Xu, Y.; Ruban, A. V.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4717
63. Hammer, B.; Norskov, J. K. Adv. Catal. 2000, 45, 71