Enhanced activity and stability of Pt-La and Pt-Ce alloys for oxygen electroreduction: The elucidation of the active surface phase

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 2, Issue 12, 2014, Pages 4234-4243

  Malacrida, Paolo ^a   Escudero Escribano, María ^a   Verdaguer Casadevall, Arnau ^a   Stephens, Ifan E L ^a   Chorkendorff, Ib ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF DENMARK   (Denmark)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVITY ENHANCEMENT; ANGLE-RESOLVED X-RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; KINETIC STABILITY; LOW ENERGY ION SCATTERING; OXYGEN ELECTRO REDUCTIONS; OXYGEN REDUCTION REACTION; PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELL (PEMFCS);

CERIUM; CESIUM ALLOYS; ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYTES; ELECTROLYTIC REDUCTION; OXYGEN; PHOTOELECTRONS; PLATINUM; PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS (PEMFC); X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

PLATINUM ALLOYS;

EID: 84897661564     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3ta14574c     Document Type: Article

References (78)

1. U. Eberle B. Müller R. von Helmolt Energy Environ. Sci. 2012 5 8780 8798
2. H. A. Gasteiger S. S. Kocha B. Sompalli F. T. Wagner Appl. Catal., B 2005 56 9 35
3. I. E. L. Stephens A. S. Bondarenko U. Grønbjerg J. Rossmeisl I. Chorkendorff Energy Environ. Sci. 2012 5 6744 6762
4. R. R. Adzic J. Zhang K. Sasaki M. B. Vukmirovic M. Shao J. X. Wang A. U. Nilekar M. Mavrikakis J. A. Valerio F. Uribe Top. Catal. 2007 46 249 262
5. J. Zhang M. B. Vukmirovic Y. Xu M. Mavrikakis R. R. Adzic Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 2132 2135
6. F. T. Wagner B. Lakshmanan M. F. Mathias J. Phys. Chem. Lett. 2010 1 2204 2219
7. V. Stamenkovic B. S. Mun K. J. J. Mayrhofer P. N. Ross N. M. Markovic J. Rossmeisl J. Greeley J. K. Nørskov Angew. Chem. 2006 118 2963 2967
8. V. R. Stamenkovic B. S. Mun K. J. J. Mayrhofer P. N. Ross N. M. Markovic J. Am. Chem. Soc. 2006 128 8813 8819
9. V. R. Stamenkovic B. Fowler B. S. Mun G. Wang P. N. Ross C. A. Lucas N. M. Marković Science 2007 315 493 497
10. V. R. Stamenkovic B. S. Mun M. Arenz K. J. J. Mayrhofer C. A. Lucas G. Wang P. N. Ross N. M. Markovic Nat. Mater. 2007 6 241 247
11. K. J. J. Mayrhofer K. Hartl V. Juhart M. Arenz J. Am. Chem. Soc. 2009 131 16348 16349
12. L. Gan R. Yu J. Luo Z. Cheng J. Zhu J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 934 938
13. H. L. Xin J. A. Mundy Z. Liu R. Cabezas R. Hovden L. F. Kourkoutis J. Zhang N. P. Subramanian R. Makharia F. T. Wagner D. A. Muller Nano Lett. 2012 12 490 497
14. M. Watanabe K. Tsurumi T. Mizukami T. Nakamura P. Stonehart J. Electrochem. Soc. 1994 141 2659 2668
15. S. Chen H. A. Gasteiger K. Hayakawa T. Tada Y. Shao-Horn J. Electrochem. Soc. 2010 157 A82 A97
16. D. F. van der Vliet C. Wang D. Tripkovic D. Strmcnik X. F. Zhang M. K. Debe R. T. Atanasoski N. M. Markovic V. R. Stamenkovic Nat. Mater. 2012 11 1051 1058
17. I. E. L. Stephens A. S. Bondarenko F. J. Perez-Alonso F. Calle-Vallejo L. Bech T. P. Johansson A. K. Jepsen R. Frydendal B. P. Knudsen J. Rossmeisl I. Chorkendorff J. Am. Chem. Soc. 2011 133 5485 5491
18. C. Wang M. Chi D. Li D. Strmcnik D. van der Vliet G. Wang V. Komanicky K.-C. Chang A. P. Paulikas D. Tripkovic J. Pearson K. L. More N. M. Markovic V. R. Stamenkovic J. Am. Chem. Soc. 2011 133 14396 14403
19. A. Ohma K. Shinohara A. Iiyama T. Yoshida A. Daimaru ECS Trans. 2011 41 775 784
20. J. Greeley I. E. L. Stephens A. S. Bondarenko T. P. Johansson H. A. Hansen T. F. Jaramillo J. Rossmeisl I. Chorkendorff J. K. Nørskov Nat. Chem. 2009 1 552 556
21. J. K. Nørskov J. Rossmeisl A. Logadottir L. Lindqvist J. R. Kitchin T. Bligaard H. Jónsson J. Phys. Chem. B 2004 108 17886 17892
22. J. Rossmeisl G. S. Karlberg T. Jaramillo J. K. Nørskov Faraday Discuss. 2009 140 337
23. T. P. Johansson E. T. Ulrikkeholm P. Hernandez-Fernandez P. Malacrida H. A. Hansen A. S. Bandarenka J. K. Nørskov J. Rossmeisl I. E. L. Stephens I. Chorkendorff Top. Catal. 2013 1 10
24. R. A. Walker J. B. Darby Jr Acta Metall. 1970 18 1261 1266
25. R. Pretorius T. K. Marais C. C. Theron Mater. Sci. Rep. 1993 10 1 83
26. R. Hultgren, P. D. Desai, D. T. Hawkins, M. Gleiser and K. K. Kelley, Selected Values of the Thermodynamic Properties of Binary Alloys, 1973
27. H. Kleykamp J. Nucl. Mater. 1993 201 193 217
28. K. T. Jacob Y. Waseda Thermochim. Acta 1990 165 223 233
29. K. T. Jacob Y. Waseda Bull. Mater. Sci. 1990 13 235 244
30. G. H. Jóhannesson T. Bligaard A. V. Ruban H. L. Skriver K. W. Jacobsen J. K. Nørskov Phys. Rev. Lett. 2002 88 255506
31. T. Bligaard G. H. Jóhannesson A. V. Ruban H. L. Skriver K. W. Jacobsen J. K. Nørskov Appl. Phys. Lett. 2003 83 4527 4529
32. J. Nørskov, J. Greeley, I. Stephens, A. S. Bondarenko, T. Johansson, H. A. Hansen, T. Jaramillo, J. Rossmeisl and I. Chorkendorff, Platinum and Palladium Alloys Suitable as Fuel Cell Electrodes, U.S. Patent No. 20,120,214,083, 2012
33. M. Escudero-Escribano A. Verdaguer-Casadevall P. Malacrida U. Grønbjerg B. P. Knudsen A. K. Jepsen J. Rossmeisl I. E. L. Stephens I. Chorkendorff J. Am. Chem. Soc. 2012 134 16476 16479
34. P. C. K. Vesborg T. F. Jaramillo RSC Adv. 2012 2 7933 7947
35. M. Pourbaix, Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions, Nat'L Assoc. Of Corrosion, [S.l.], 1974
36. S. J. Yoo K.-S. Lee S. J. Hwang Y.-H. Cho S.-K. Kim J. W. Yun Y.-E. Sung T.-H. Lim Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 9758 9765
37. S. J. Yoo S. J. Hwang J.-G. Lee S.-C. Lee T.-H. Lim Y.-E. Sung A. Wieckowski S.-K. Kim Energy Environ. Sci. 2012 5 7521 7525
38. S. J. Hwang S.-K. Kim J.-G. Lee S.-C. Lee J. H. Jang P. Kim T.-H. Lim Y.-E. Sung S. J. Yoo J. Am. Chem. Soc. 2012 134 19508 19511
39. A. S. Bandarenka A. S. Varela M. Karamad F. Calle-Vallejo L. Bech F. J. Perez-Alonso J. Rossmeisl I. E. L. Stephens I. Chorkendorff Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 11845 11848
40. M. Teliska V. S. Murthi S. Mukerjee D. E. Ramaker J. Electrochem. Soc. 2005 152 A2159 A2169
41. P. B. Balbuena D. Altomare N. Vadlamani S. Bingi L. A. Agapito J. M. Seminario J. Phys. Chem. A 2004 108 6378 6384
42. Y. Xu A. V. Ruban M. Mavrikakis J. Am. Chem. Soc. 2004 126 4717 4725
43. A. M. de Asha R. M. Nix Surf. Sci. 1995 322 41 50
44. M. Juel S. Martinsen S. Raaen Thin Solid Films 2008 517 805 810
45. W. Bronger J. Less-Common Met. 1967 12 63 68
46. T. B. Massalski, J. L. Murray, L. H. Bennett and H. Baker, Binary alloy phase diagrams, American Society for Metals, 1986
47. S. Reimann H.-J. Schaller J. Alloys Compd. 2006 419 133 139
48. H. Okamoto J. Phase Equilib. Diffus. 2008 29 122
49. I. E. L. Stephens A. S. Bondarenko L. Bech I. Chorkendorff ChemCatChem 2012 4 341 349
50. D. F. van der Vliet C. Wang D. Li A. P. Paulikas J. Greeley R. B. Rankin D. Strmcnik D. Tripkovic N. M. Markovic V. R. Stamenkovic Angew. Chem. 2012 124 3193 3196
51. K. J. J. Mayrhofer D. Strmcnik B. B. Blizanac V. Stamenkovic M. Arenz N. M. Markovic Electrochim. Acta 2008 53 3181 3188
52. M. Nesselberger S. Ashton J. C. Meier I. Katsounaros K. J. J. Mayrhofer M. Arenz J. Am. Chem. Soc. 2011 133 17428 17433
53. U. A. Paulus A. Wokaun G. G. Scherer T. J. Schmidt V. Stamenkovic N. M. Markovic P. N. Ross Electrochim. Acta 2002 47 3787 3798
54. J. C. Fuggle M. Campagna Z. Zolnierek R. Lässer A. Platau Phys. Rev. Lett. 1980 45 1597 1600
55. J. W. Allen S. J. Oh O. Gunnarsson K. Schönhammer M. B. Maple M. S. Torikachvili I. Lindau Adv. Phys. 1986 35 275 316
56. F. Zhang P. Wang J. Koberstein S. Khalid S.-W. Chan Surf. Sci. 2004 563 74 82
57. J. C. Fuggle J. Less-Common Met. 1983 93 159 169
58. L. Schlapbach Solid State Commun. 1981 38 117 123
59. J. C. Fuggle F. U. Hillebrecht Z. Zołnierek R. Lässer C. Freiburg O. Gunnarsson K. Schönhammer Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1983 27 7330 7341
60. F. U. Hillebrecht J. C. Fuggle Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1982 25 3550 3556
61. W.-D. Schneider B. Delley E. Wuilloud J.-M. Imer Y. Baer Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1985 32 6819 6831
62. A. Pfau K. D. Schierbaum Surf. Sci. 1994 321 71 80
63. S. Tanuma C. J. Powell D. R. Penn Surf. Interface Anal. 1991 17 911 926
64. The US Department of Energy (DOE), Energy Efficiency and Renewable Energy http://www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/mypp/pdfs/fuel-cells.pdf and the US DRIVE Fuel Cell Technical Team Technology Roadmap http://www.uscar.org/ guest/teams/17/Fuel-Cell-Tech-Team, 2013
65. N. Todoroki Y. Iijima R. Takahashi Y. Asakimori T. Wadayama J. Electrochem. Soc. 2013 160 F591 F596
66. F. Maillard L. Dubau J. Durst M. Chatenet J. André E. Rossinot Electrochem. Commun. 2010 12 1161 1164
67. G. Praline B. E. Koel R. L. Hance H.-I. Lee J. M. White J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1980 21 17 30
68. T. L. Barr J. Phys. Chem. 1978 82 1801 1810
69. D. D. Sarma M. S. Hegde C. N. R. Rao J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 1981 77 1509 1520
70. B. C. Beard P. N. Ross J. Electrochem. Soc. 1990 137 3368 3374
71. H. Abe F. Matsumoto L. R. Alden S. C. Warren H. D. Abruña F. J. DiSalvo J. Am. Chem. Soc. 2008 130 5452 5458
72. CRC Handbook of Chemistry and Physics, ed., W. M. Haynes, CRC Press, 93rd edn, 2012
73. A. Bonakdarpour J. Wenzel D. A. Stevens S. Sheng T. L. Monchesky R. Löbel R. T. Atanasoski A. K. Schmoeckel G. D. Vernstrom M. K. Debe J. R. Dahn J. Electrochem. Soc. 2005 152 A61 A72
74. C. Wang M. Chi G. Wang D. van der Vliet D. Li K. More H.-H. Wang J. A. Schlueter N. M. Markovic V. R. Stamenkovic Adv. Funct. Mater. 2011 21 147 152
75. J. R. Kitchin J. K. Nørskov M. A. Barteau J. G. Chen J. Chem. Phys. 2004 120 10240 10246
76. T. P. Johansson, New Materials for Oxygen Reduction Electrodes, PhD thesis, Department of Physics, Technical University of Denmark, 2012
77. L.-J. Wan T. Moriyama M. Ito H. Uchida M. Watanabe Chem. Commun. 2002 58 59
78. P. Strasser S. Koh T. Anniyev J. Greeley K. More C. Yu Z. Liu S. Kaya D. Nordlund H. Ogasawara M. F. Toney A. Nilsson Nat. Chem. 2010 2 454 460