Highly corrosion resistant platinum-niobium oxide-carbon nanotube electrodes for the oxygen reduction in PEM fuel cells

Energy and Environmental Science

Volumn 5, Issue 3, 2012, Pages 6156-6172

  Zhang, Li ^a,b   Wang, Liya ^b,c   Holt, Chris M B ^a,b   Zahiri, Beniamin ^a,b   Li, Zhi ^a,b   Malek, Kourosh ^b   Navessin, Titichai ^b   Eikerling, Michael H ^b,c   Mitlin, David ^a,b  

^a UNIVERSITY OF ALBERTA   (Canada)

^b NATIONAL RESEARCH COUNCIL CANADA   (Canada)

^c SIMON FRASER UNIVERSITY   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BI-LAYER; CATALYTIC LAYERS; CORROSION-RESISTANT; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; ELECTROCHEMICAL SURFACE AREA; ELECTRODE CORROSION; ELECTRODE GEOMETRIES; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; HALF-WAVE POTENTIAL; INCONEL; METAL OXIDES; MICROSTRUCTURAL OBSERVATIONS; OXIDE MATERIALS; OXIDE-CARBON NANOTUBE; OXYGEN REDUCTION; OXYGEN REDUCTION REACTION; PEM FUEL CELL; PT CATALYSTS; SPECIFIC ACTIVITY; SUPPORTED PT; WETTING PROPERTY;

CARBON NANOTUBES; CORROSION RESISTANCE; CYCLIC VOLTAMMETRY; ELECTROCATALYSTS; ELECTRODES; ELECTROLYTIC REDUCTION; ELECTRONIC STRUCTURE; HYBRID MATERIALS; METALLIC COMPOUNDS; NANOCOMPOSITES; PLATINUM; PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS (PEMFC);

NIOBIUM OXIDE;

CARBON; CATALYST; COMPOSITE; CORROSION CONTROL; DESIGN METHOD; ELECTROCHEMICAL METHOD; ELECTRODE; ELECTRONIC EQUIPMENT; FILM; FUEL CELL; NANOTECHNOLOGY; NIOBIUM; OXIDE; PLATINUM; POLYMER; REDUCTION;

EID: 84863289413     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2ee02689a     Document Type: Article

References (77)

1. W. Vielstich, H. A. Gasteiger and A. Lamm, Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology and Applications, John Wiley & Sons, 2003
2. M. Eikerling A. A. Kornyshev A. R. Kucernak Phys. Today 2006 59 38 44
3. M. Eikerling, A. A. Kornyshev and A. A. Kulikovsky, Encyclopedia of Electrochemistry, ed. by, Bard A. J.,;, Stratmann, M.,;, Macdonald, D.,;, Schmuki, P., ed.; VCH-Wiley, Weinheim, 2007; Vol. 5, Chapter 8.2, pp 447-543
4. A. S. Bondarenko I. E. L. Stephens H. A. Hansen F. J. Perez-Alonso V. Tripkovic T. P. Johansson J. Rossmeisl J. K. Norskov I. Chorkendorff Langmuir 2011 27 2058 2066
5. L. Zhang J. J. Zhang D. P. Wilkinson H. J. Wang J. Power Sources 2006 156 171 182
6. D. S. Geng Y. Chen Y. G. Chen Y. L. Li R. Y. Li X. L. Sun S. Y. Ye S. Knights Energy Environ. Sci. 2011 4 760 764
7. M. J. Zhi N. Mariani R. Gemmen K. Gerdes N. Q. Wu Energy Environ. Sci. 2011 4 417 420
8. S. P. Chiao D. S. Tsai D. P. Wilkinson Y. M. Chen Y. S. Huang Int. J. Hydrogen Energy 2010 35 6508 6517
9. Y. K. Zhou K. Neyerlin T. S. Olson S. Pylypenko J. Bult H. N. Dinh T. Gennett Z. P. Shao R. O'Hayre Energy Environ. Sci. 2010 3 1437 1446
10. J. A. Keith G. Jerkiewicz T. Jacob ChemPhysChem 2010 11 2779 2794
11. V. Tripkovic E. Skulason S. Siahrostami J. K. Norskov J. Rossmeisl Electrochim. Acta 2010 55 7975 7981
12. 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
13. M. X. Wang F. Xu H. F. Sun Q. Liu K. Artyushkova E. A. Stach J. A. Xie Electrochim. Acta 2011 56 2566 2573
14. O. V. Cherstiouk A. N. Simonov N. S. Moseva S. V. Cherepanova P. A. Simonov V. I. Zaikovskii E. R. Savinova Electrochim. Acta 2010 55 8453 8460
15. O. V. Cherstiouk P. A. Simonov V. B. Fenelonov E. R. Savinova J. Appl. Electrochem. 2010 40 1933 1939
16. Y. Y. Shao J. Wang R. Kou M. Engelhard J. Liu Y. Wang Y. H. Lin Electrochim. Acta 2009 54 3109 3114
17. A. Bonakdarpour R. Lobel S. Sheng T. L. Monchesky J. R. Dahn J. Electrochem. Soc. 2006 153 A2304 A2313
18. A. Bonakdarpour R. Lobel R. T. Atanasoski G. D. Vernstrom A. K. Schmoeckel M. K. Debe J. R. Dahn J. Electrochem. Soc. 2006 153 A1835 A1846
19. D. A. Stevens S. Wang R. J. Sanderson A. Garsuch M. K. Debe S. M. Hendricks R. T. Atanasoski J. R. Dahn J. Electrochem. Soc. 2010 157 B737 B743
20. S. G. Rinaldo W. Lee J. Stumper M. Eikerling Electrochem. Solid-State Lett. 2011 14 B47 B49
21. K. H. Kangasniemi D. A. Condit T. D. Jarvic J. Electrochem. Soc. 2004 151 4 E125 E132
22. S. Maass F. Finsterwalder G. Frank R. Hartmann C. Merten J. Power Sources 2008 176 444 451
23. J. F. Wu X. Z. Yuan J. J. Martin H. J. Wang J. J. Zhang J. Shen S. H. Wu W. Merida J. Power Sources 2008 184 104 119
24. W. Li A. M. Lane Electrochem. Commun. 2009 11 1187 1190
25. A. Morozan B. Jousselme S. Palacin Energy Environ. Sci. 2011 4 1238 1254
26. M. K. Debe A. K. Schmoeckel G. D. Vernstrorn R. T. Atanasoski J. Power Sources 2006 161 1002 1011
27. A. Bonakdarpour J. Wenzel D. A. Stevens S. Sheng T. L. Monchesky R. Lobel R. T. Atanasoski A. K. Schmoeckel G. D. Vernstrom M. K. Debe J. R. Dahn J. Electrochem. Soc. 2005 152 A61 A72
28. G. Lota K. Fic E. Frackowiak Energy Environ. Sci. 2011 4 1592 1605
29. N. Soin S. S. Roy L. Karlsson J. A. McLaughlin Diamond Relat. Mater. 2010 19 595 598
30. Z. H. Wen Q. Wang J. H. Li Adv. Funct. Mater. 2008 18 959 964
31. W. M. Zhang J. Chen A. I. Minett G. F. Swiegers C. O. Too G. G. Wallace Chem. Commun. 2010 46 4824 4826
32. K. Sasaki L. Zhang R. R. Adzic Phys. Chem. Chem. Phys. 2008 10 159 167
33. M. C. Orilall F. Matsumoto Q. Zhou H. Sai H. D. Abruna F. J. DiSalvo U. Wiesner J. Am. Chem. Soc. 2009 131 9389 9395
34. L. Zhang L. Y. Wang C. M. B. Holt T. Navessin K. Malek M. H. Eikerling D. Mitlin J. Phys. Chem. C 2010 114 16463 16474
35. S. G. Neophytides K. Murase S. Zafeiratos G. Papakonstantinou F. E. Paloukis N. V. Krstajic M. M. Jaksic J. Phys. Chem. B 2006 110 3030 3042
36. N. R. Elezovic B. M. Babic L. Gajic-Krstajic V. Radmilovic N. V. Krstajic L. J. Vracar J. Power Sources 2010 195 3961 3968
37. S. Y. Huang P. Ganesan B. N. Popov Appl. Catal., B 2011 102 71 77
38. S. L. Gojkovic B. M. Babic V. R. Radmilovic N. V. Krstajic J. Electrochem. Soc. 2010 639 161 166
39. E. Antolini Appl. Catal., B 2010 100 413 426
40. Y. Y. Shao J. Liu Y. Wang Y. H. Lin J. Mater. Chem. 2009 19 46 59
41. D. Eder Chem. Rev. 2010 110 1348 1385
42. S. Aksel D. Eder J. Mater. Chem. 2010 20 9149 9154
43. R. S. Hsu D. Higgins Z. W. Chen Nanotechnology 2010 21 165705
44. Z. Z. Jiang Z. B. Wang Y. Y. Chu D. M. Gu G. P. Yin Energy Environ. Sci. 2011 4 728 735
45. Y. Q. Zhu W. K. Hsu H. W. Kroto D. R. M. Walton J. Phys. Chem. B 2002 106 7623 7626
46. G. Kresse D. Joubert Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 59 1758 1775
47. G. Kresse J. Furthmüller Comput. Mater. Sci. 1996 6 15 50
48. J. P. Perdew J. A. Chevary S. H. Vosko K. A. Jackson M. R. Pederson D. J. Singh C. Fiolhais Phys. Rev. B: Condens. Matter 1992 46 6671 6687
49. Y. Zhao Z. J. Zhang Y. H. Lin J. Phys. D: Appl. Phys. 2004 37 3392 3395
50. Z. Lee C. Ophus L. M. Fischer N. Nelson-Fitzpatrick K. L. Westra S. Evoy V. Radmilovic U. Dahmen D. Mitlin Nanotechnology 2006 17 3063 3070
51. C. Ophus E. J. Luber D. Mitlin Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2010 81 011601
52. C. Ophus E. Luber D. Mitlin Acta Mater. 2009 57 1327 1336
53. C. Ophus T. Ewalds E. J. Luber D. Mitlin Acta Mater. 2010 58 5150 5159
54. E. J. Luber B. C. Olsen C. Ophus D. Mitlin Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010 82 085407
55. W. Klement R. H. Willens P. Duwez Nature 1960 187 869 870
56. T. Bak J. Nowotny M. Rekas C. C. Sorrell J. Phys. Chem. Solids 2001 62 731 735
57. S. J. Tauster S. C. Fung R. T. K. Baker J. A. Horsley Science 1981 211 1121 1125
58. M. G. Sanchez J. L. Gazquez J. Catal. 1987 104 120 135
59. G. Jerkiewicz Prog. Surf. Sci. 1998 57 137 186
60. F. G. Will J. Electrochem. Soc. 1965 112 451 455
61. R. Gómez J. M. Orts B. Álvarez-Ruiz J. M. Feliu J. Phys. Chem. B 2004 108 228 238
62. H. Ogasawara M. Ito Chem. Phys. Lett. 1994 221 213 218
63. V. G. Levich, in Physicochemical Hydrodynamics; Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1962
64. R. R. Adzic J. Wang B. M. Ocko Electrochim. Acta 1995 40 83 89
65. A. Sarapuu A. Kasikov T. Laaksonen K. Kontturi K. Tammeveski Electrochim. Acta 2008 53 5873 5880
66. K. J. J. Mayrhofer D. Strmcnik B. B. Blizanac V. Stamenkovic M. Arenz N. M. Markovic Electrochim. Acta 2008 53 3181 3188
67. K. J. J. Mayrhofer J. C. Meier S. J. Ashton G. K. H. Wiberg F. Kraus M. Hanzlik M. Arenz Electrochem. Commun. 2008 10 1144 1147
68. H. A. Gasteiger S. S. Kocha B. Sompalli F. T. Wagner Appl. Catal., B 2005 56 9 35
69. M. K. Debe, in:, W. Vielstich, A. Lamm, H. A. Gasteiger, (ed.), Novel Catalysts, Catalysts Supports and Catalyst Coated Membrane Methods, vol. 3, John Wiley & Sons, 2003
70. S. G. Rinaldo J. Stumper M. Eikerling J. Phys. Chem. C 2010 114 5775 5783
71. J. X. Wang N. M. Markovic R. R. Adzic J. Phys. Chem. B 2004 108 4127 4133
72. P. A. Khomyakov G. Giovannetti P. C. Rusu G. Brocks J. van den Brink P. J. Kelly Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 59 195425
73. P. Sutter J. T. Sadowski E. Sutter Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2009 80 245411
74. A. Gross, Theoretical Surface Science: A Microscopic Perspective, Springer Verlag, 2009
75. G. Giovannetti P. A. Khomyakov G. Brocks V. M. Karpan J. van den Brink P. J. Kelly Phys. Rev. Lett. 2008 101 026803
76. G. Henkelman A. Arnaldsson H. Jónsson Comput. Mater. Sci. 2006 36 254 360
77. A. K. Geim K. S. Novoselov Nat. Mater. 2007 6 183 191