Synthesis of porous carbon supported palladium nanoparticle catalysts by atomic layer deposition: Application for rechargeable lithium-O2 battery

Nano Letters

Volumn 13, Issue 9, 2013, Pages 4182-4189

  Lei, Yu ^a   Lu, Jun ^a   Luo, Xiangyi ^a,c   Wu, Tianpin ^b   Du, Peng ^a   Zhang, Xiaoyi ^b   Ren, Yang ^b   Wen, Jianguo ^a   Miller, Dean J ^a   Miller, Jeffrey T ^a   Sun, Yang Kook ^d   Elam, Jeffrey W ^a   Amine, Khalil ^a,e  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF UTAH   (United States)

^d Hanyang University   (South Korea)

^e KING ABDULAZIZ UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

atomic layer deposition; Li O2 battery; oxygen evolution reaction; oxygen reduction reaction; palladium nanoparticles

Indexed keywords

CARBON-SUPPORTED PD; CRYSTALLINE NANOPARTICLES; LI-O2 BATTERY; NANOSTRUCTURED PALLADIUMS; OXYGEN EVOLUTION REACTION; OXYGEN REDUCTION REACTION; PALLADIUM NANOPARTICLES; SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

ATOMIC LAYER DEPOSITION; CARBON; CATHODES; DEPOSITION; ELECTROLYTIC REDUCTION; LITHIUM; METALLIC COMPOUNDS; NANOPARTICLES; OXYGEN; POROUS MATERIALS; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

PALLADIUM;

LITHIUM; NANOMATERIAL; NANOPARTICLE; OXYGEN; PALLADIUM;

CATALYSIS; CHEMISTRY; POROSITY; POWER SUPPLY; SURFACE PROPERTY; ARTICLE;

CATALYSIS; ELECTRIC POWER SUPPLIES; LITHIUM; NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES; OXYGEN; PALLADIUM; POROSITY; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84884262479     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl401833p     Document Type: Article

References (57)

1. Abraham, K. M.; Jiang, Z. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, 1
2. Ogasawara, T.; Debart, A.; Holzapfel, M.; Novak, P.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1390
3. Jiao, F.; Bruce, P. G. Adv. Mater. 2007, 19, 657
4. Debart, A.; Paterson, A. J.; Bao, J.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4521
5. Laoire, C. O.; Mukerjee, S.; Abraham, K. M.; Plichta, E. J.; Hendrickson, M. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 20127
6. Williford, R. E.; Zhang, J.-G. J. Power Sources 2009, 194, 1164
7. Andrei, P.; Zheng, J. P.; Hendrickson, M.; Plichta, E. J. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A1287
8. Deyu, W.; Jie, X.; Wu, X.; Ji-Guang, Z. J. Electrochem. Soc. 2010, 157.
9. Eswaran, M.; Munichandraiah, N.; Scanlon, L. G. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13, A121
10. Girishkumar, G.; McCloskey, B.; Luntz, A. C.; Swanson, S.; Wilcke, W. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2193
11. Hummelshoj, J. S.; Blomqvist, J.; Datta, S.; Vegge, T.; Rossmeisl, J.; Thygesen, K. S.; Luntz, A. C.; Jacobsen, K. W.; Norskov, J. K. J. Chem. Phys. 2010, 132.
12. Jian, Z.; Wu, X.; Xiaohong, L.; Wei, L. J. Electrochem. Soc. 2010, 157.
13. Jie, X.; Donghai, W.; Wu, X.; Deyu, W.; Williford, R. E.; Jun, L.; Ji-Guang, Z. J. Electrochem. Soc. 2010, 157.
14. Lu, Y.-C.; Gasteiger, H. A.; Crumlin, E.; McGuire, R., Jr.; Shao-Horn, Y. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A1016
15. Lu, Y.-C.; Gasteiger, H. A.; Parent, M. C.; Chiloyan, V.; Shao-Horn, Y. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13, A69
16. Lu, Y.-C.; Xu, Z.; Gasteiger, H. A.; Chen, S.; Hamad-Schifferli, K.; Shao-Horn, Y. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12170
17. Thapa, A. K.; Saimen, K.; Ishihara, T. Electrochem. Solid-State Lett. 2010, 13, A165
18. Bruce, P. G.; Hardwick, L. J.; Abraham, K. M. MRS Bull. 2011, 36, 506
19. Trahey, L.; Johnson, C. S.; Vaughey, J. T.; Kang, S. H.; Hardwick, L. J.; Freunberger, S. A.; Bruce, P. G.; Thackeray, M. M. Electrochem. Solid-State Lett. 2011, 14, A64
20. Wang, Y.; Zhou, H. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1704
21. Xu, W.; Xu, K.; Viswanathan, V. V.; Towne, S. A.; Hardy, J. S.; Xiao, J.; Hu, D.; Wang, D.; Zhang, J.-G. J. Power Sources 2011, 196, 9631
22. Yoo, E.; Zhou, H. ACS Nano 2011, 5, 3020
23. Freunberger, S. A.; Chen, Y.; Drewett, N. E.; Hardwick, L. J.; Barde, F.; Bruce, P. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 8609
24. Freunberger, S. A.; Chen, Y.; Peng, Z.; Griffin, J. M.; Hardwick, L. J.; Barde, F.; Novak, P.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8040
25. McCloskey, B. D.; Bethune, D. S.; Shelby, R. M.; Girishkumar, G.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1161
26. Kuboki, T.; Okuyama, T.; Ohsaki, T.; Takami, N. J. Power Sources 2005, 146, 766
27. Qin, Y.; Lu, J.; Du, P.; Chen, Z.; Ren, Y.; Wu, T.; Miller, J. T.; Wen, J.; Miller, D. J.; Zhang, Z.; Amine, K. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 519
28. Zhang, G. Q.; Zheng, J. P.; Liang, R.; Zhang, C.; Wang, B.; Au, M.; Hendrickson, M.; Plichta, E. J. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A822
29. Ren, X.; Zhang, S. S.; Tran, D. T.; Read, J. J. Mater. Chem. 2011, 21, 10118
30. Lu, Y.-C.; Gasteiger, H. A.; Shao-Horn, Y. Electrochem. Solid-State Lett. 2011, 14, A70
31. Ku-Bong, C.; Ju-Kyung, S.; Tae-Young, J.; Dong-Kyun, N.; Yongsug, T.; Sung-Hyeon, B. Rev. Adv. Mater. Sci. 2011, 28.
32. Chen, J.; Hummelshoj, J. S.; Thygesen, K. S.; Myrdal, J. S. G.; Norskov, J. K.; Vegge, T. Catal. Today 2011, 165, 2
33. Xu, W.; Xiao, J.; Wang, D. Y.; Zhang, J.; Zhang, J. G. J. Electrochem. Soc. 2010, 157, A219
34. Puurunen, R. L. J. Appl. Phys. 2005, 97, 121301
35. Leskela, M.; Ritala, M. Thin Solid Films 2002, 409, 138
36. Elam, J. W.; Routkevitch, D.; Mardilovich, P. P.; George, S. M. Chem. Mater. 2003, 15, 3507
37. Shin, H. J.; Jeong, D. K.; Lee, J. G.; Sung, M. M.; Kim, J. Y. Adv. Mater. 2004, 16, 1197
38. Chen, P.; Mitsui, T.; Farmer, D. B.; Golovchenko, J.; Gordon, R. G.; Branton, D. Nano Lett. 2004, 4, 1333
39. Pellin, M. J.; Stair, P. C.; Xiong, G.; Elam, J. W.; Birrell, J.; Curtiss, L.; George, S. M.; Han, C. Y.; Iton, L.; Kung, H.; Kung, M.; Wang, H. H. Catal. Lett. 2005, 102, 127
40. Jiang, X. R.; Huang, H.; Prinz, F. B.; Bent, S. F. Chem. Mater. 2008, 20, 3897
41. Herrera, J. E.; Kwak, J. H.; Hu, J. Z.; Wang, Y.; Peden, C. H. F.; Macht, J.; Iglesia, E. J. Catal. 2006, 239, 200
42. Keranen, J.; Auroux, A.; Ek, S.; Niinisto, L. Appl. Catal., A 2002, 228, 213
43. Lei, Y.; Mehmood, F.; Lee, S.; Greeley, J.; Lee, B.; Seifert, S.; Winans, R. E.; Elam, J. W.; Meyer, R. J.; Redfern, P. C.; Teschner, D.; Schlogl, R.; Pellin, M. J.; Curtiss, L. A.; Vajda, S. Science 2010, 328, 224
44. Feng, H.; Libera, J. A.; Stair, P. C.; Miller, J. T.; Elam, J. W. ACS Catal. 2011, 1, 665
45. Lu, J. L.; Stair, P. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2547
46. Christensen, S. T.; Elam, J. W.; Rabuffetti, F. A.; Ma, Q.; Weigand, S. J.; Lee, B.; Seifert, S.; Stair, P. C.; Poeppelmeier, K. R.; Hersam, M. C.; Bedzyk, M. J. Small 2009, 5, 750
47. Lei, Y.; Lu, J.; Zhao, H. Y.; Liu, B.; Low, K.-B.; Wu, T. P.; Libera, J. A.; Greeley, J. P.; Chupas, P. J.; Miller, J. T.; Elam, J. W. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 11141
48. Feng, H.; Elam, J. W.; Libera, J. A.; Setthapun, W.; Stair, P. C. Chem. Mater. 2010, 22, 3133
49. Lu, J. L.; Fu, B. S.; Kung, M. C.; Xiao, G. M.; Elam, J. W.; Kung, H. H.; Stair, P. C. Science 2012, 335, 1205
50. Lu, J. L.; Stair, P. C. Langmuir 2010, 26, 16486
51. Shao, M. H.; Yu, T.; Odell, J. H.; Jin, M. S.; Xia, Y. N. Chem. Commun. 2011, 47, 6566
52. Laoire, C. O.; Mukerjee, S.; Plichta, E. J.; Hendrickson, M. A.; Abraham, K. M. J. Electrochem. Soc. 2011, 158, A302
53. Lu, J.; Qin, Y.; Du, P.; Luo, X.; Wu, T.; Ren, Y.; Wen, J.; Miller, D. J.; Miller, J. T.; Amine, K. RSC Adv. 2013, 3, 8276
54. Lu, Y.-C.; K., D. G.; Yao, K. P. C.; Harding, J. R.; Zhou, J.; Zuin, L.; Yang, S.-H. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2999
55. McCloskey, B. D.; Scheffler, R.; Speidel, A.; Girishkumar, G.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23897
56. McCloskey, B. D.; Speidel, A.; Scheffler, R.; Miller, D. C.; Viswanathan, V.; Hummelshoj, J. S.; Norskov, J. K.; Luntz, A. C. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 997
57. Zhang, Z. C.; Lu, J.; Assary, R. S.; Du, P.; Wang, H. H.; Sun, Y. K.; Qin, Y.; Lau, K. C.; Greeley, J.; Redfern, P. C.; Iddir, H.; Curtiss, L. A.; Amine, K. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 25535