Nanoalloy catalysts for electrochemical energy conversion and storage reactions

RSC Advances

Volumn 4, Issue 80, 2014, Pages 42654-42669

  Shan, Shiyao ^a   Luo, Jin ^a   Wu, Jinfang ^a   Kang, Ning ^a   Zhao, Wei ^a   Cronk, Hannah ^a   Zhao, Yinguang ^a   Joseph, Pharrah ^a   Petkov, Valeri ^b   Zhong, Chuan Jian ^a  

^a BINGHAMTON UNIVERSITY   (United States)

^b CENTRAL MICHIGAN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTROCHEMICAL ENERGY CONVERSIONS; NANOALLOY CATALYSTS;

EID: 84907833716     PISSN: None     EISSN: 20462069     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4ra05943c     Document Type: Review

References (132)

1. J. B. Wu H. Yang Acc. Chem. Res. 2013 46 1848 1857
2. A. K. Singh Q. Xu ChemCatChem 2013 5 652 676
3. S. J. Guo S. Zhang S. H. Sun Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 8526 8544
4. N. V. Long Y. Yang C. M. Thi N. V. Minh Y. Q. Cao M. Nogami Nano Energy 2013 2 636 676
5. R. Ferrando J. Jellinek R. L. Johnston Chem. Rev. 2008 108 845 910
6. H. A. Gasteiger S. S. Kocha B. Sompalli F. T. Wagner Appl. Catal., B 2005 56 9 35
7. A. Brouzgou S. Q. Song P. Tsiakaras Appl. Catal., B 2012 127 371 388
8. C. Wang N. M. Markovic V. R. Stamenkovic ACS Catal. 2012 2 891 898
9. M. K. Jeon C. H. Lee G. I. Park K. H. Kang J. Power Sources 2012 216 400 408
10. M. Watanabe D. A. Tryk M. Wakisaka H. Yano H. Uchida Electrochim. Acta 2012 84 187 201
11. C.-H. Cui S.-H. Yu Acc. Chem. Res. 2013 46 1427 1437
12. J. L. Fernandez D. A. Walsh A. J. Bard J. Am. Chem. Soc. 2005 127 357 365
13. J. K. Nørskov J. Rossmeisl A. Logadottir L. Lindqvist J. R. Kitchin T. Bligaard H. Jonsson J. Phys. Chem. B 2004 108 17886 17892
14. N. P. Brandon S. Skinner B. C. H. Steele Annu. Rev. Mater. Res. 2003 33 183 213
15. S. B. Adler Chem. Rev. 2004 104 4791 4843
16. E. Casado-Rivera D. J. Volpe L. Alden C. Lind C. Downie T. Vazquez-Alvarez A. C. D. Angelo F. J. Di Salvo H. D. Abruna J. Am. Chem. Soc. 2004 126 4043 4049
17. K. Sasaki J. X. Wang M. Balasubramanian J. McBreen F. Uribe R. R. Adzic Electrochim. Acta 2004 49 3873 3877
18. V. R. Stamenkovic B. S. Mun M. Arenz K. J. J. Mayrhofer C. A. Lucas G. F. Wang P. N. Ross N. M. Markovic Nat. Mater. 2007 6 241 247
19. V. Stamenkovic T. J. Schmidt P. N. Ross N. M. Markovic J. Electroanal. Chem. 2003 554 191 199
20. J. Zhang C. M. Li Chem. Soc. Rev. 2012 41 7016 7031
21. 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
22. V. R. Stamenkovic B. Fowler B. S. Mun G. F. Wang P. N. Ross C. A. Lucas N. M. Markovic Science 2007 315 493 497
23. V. Stamenkovic T. J. Schmidt P. N. Ross N. M. Markovic J. Phys. Chem. B 2002 106 11970 11979
24. S. Mukerjee S. Srinivasan M. P. Soriaga J. McBreen J. Electrochem. Soc. 1995 142 1409 1422
25. T. Toda H. Igarashi H. Uchida M. Watanabe J. Electrochem. Soc. 1999 146 3750 3756
26. T. Toda H. Igarashi M. Watanabe J. Electroanal. Chem. 1999 460 258 262
27. A. K. Shukla R. K. Raman Annu. Rev. Mater. Res. 2003 33 155 168
28. A. Kowal M. Li M. Shao K. Sasaki M. B. Vukmirovic J. Zhang N. S. Marinkovic P. Liu A. I. Frenkel R. R. Adzic Nat. Mater. 2009 8 325 330
29. Q. G. He B. Shyam K. Macounova P. Krtil D. Ramaker S. Mukerjee J. Am. Chem. Soc. 2012 134 8655 8661
30. Y. C. Lu B. M. Gallant D. G. Kwabi J. R. Harding R. R. Mitchell M. S. Whittingham Y. Shao-Horn Energy Environ. Sci. 2013 6 750 768
31. J. D. Aiken R. G. Finke J. Mol. Catal. A: Chem. 1999 145 1 44
32. H. Li Y. Y. Luk M. Mrksich Langmuir 1999 15 4957 4959
33. C. J. Zhong M. M. Maye Adv. Mater. 2001 13 1507 1511
34. X. G. Peng M. C. Schlamp A. V. Kadavanich A. P. Alivisatos J. Am. Chem. Soc. 1997 119 7019 7029
35. T. H. Galow U. Drechsler J. A. Hanson V. M. Rotello Chem. Commun. 2002 1076 1077
36. M. Brust M. Walker D. Bethell D. J. Schiffrin R. Whyman J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994 801 802
37. A. C. Templeton M. P. Wuelfing R. W. Murray Acc. Chem. Res. 2000 33 27 36
38. T. J. Schmidt H. A. Gasteiger R. J. Behm Electrochem. Commun. 1999 1 1 4
39. U. A. Paulus U. Endruschat G. J. Feldmeyer T. J. Schmidt H. Bonnemann R. J. Behm J. Catal. 2000 195 383 393
40. R. L. Whetten J. T. Khoury M. M. Alvarez S. Murthy I. Vezmar Z. L. Wang P. W. Stephens C. L. Cleveland W. D. Luedtke U. Landman Adv. Mater. 1996 8 428 433
41. M. A. El-Sayed Acc. Chem. Res. 2001 34 257 264
42. F. Caruso Adv. Mater. 2001 13 11 22
43. J. J. Storhoff C. A. Mirkin Chem. Rev. 1999 99 1849 1862
44. S. H. Sun C. B. Murray D. Weller L. Folks A. Moser Science 2000 287 1989 1992
45. M. Chen D. E. Nikles Nano Lett. 2002 2 211 214
46. Y. H. Zhang Z. Y. Duan C. Xiao G. F. Wang Surf. Sci. 2011 605 1577 1582
47. L. F. Yang S. Y. Shan R. Loukrakpam V. Petkov Y. Ren B. N. Wanjala M. H. Engelhard J. Luo J. Yin Y. S. Chen C. J. Zhong J. Am. Chem. Soc. 2012 134 15048 15060
48. V. Petkov B. N. Wanjala R. Loukrakpam J. Luo L. F. Yang C. J. Zhong S. Shastri Nano Lett. 2012 12 4289 4299
49. B. N. Wanjala B. Fang S. Y. Shan V. Petkov P. Y. Zhu R. Loukrakpam Y. S. Chen J. Luo J. Yin L. F. Yang M. H. Shao C. J. Zhong Chem. Mater. 2012 24 4283 4293
50. J. Yin S. Y. Shan L. F. Yang D. Mott O. Malis V. Petkov F. Cai M. S. Ng J. Luo B. H. Chen M. Engelhard C. J. Zhong Chem. Mater. 2012 24 4662 4674
51. R. Loukrakpam S. Y. Shan V. Petkov L. F. Yang J. Luo C. J. Zhong J. Phys. Chem. C 2013 117 20715 20721
52. V. Petkov Y. Ren S. Y. Shan J. Luo C. J. Zhong Nanoscale 2014 6 532 538
53. S. Y. Shan V. Petkov L. F. Yang D. Mott B. N. Wanjala F. Cai B. H. Chen J. Luo C. J. Zhong ACS Catal. 2013 3 3075 3085
54. N. N. Kariuki J. Luo L. Han M. M. Maye L. Moussa M. Patterson Y. H. Lin M. H. Engelhard C. J. Zhong Electroanalysis 2004 16 120 126
55. S. Nishimura T. N. D. Anh D. Mott K. Ebitani S. Maenosono J. Phys. Chem. C 2012 116 4511 4516
56. J. Yin S. Y. Shan M. S. Ng L. F. Yang D. Mott W. Q. Fang N. Kang J. Luo C. J. Zhong Langmuir 2013 29 9249 9258
57. K. J. Klabunde and R. S. Mulukutla, in Nanoscale Materials in Chemistry, ed., K. J. Klabunde, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001, p. 223
58. U. A. Paulus A. Wokaun G. G. Scherer T. J. Schmidt V. Stamenkovic V. Radmilovic N. M. Markovic P. N. Ross J. Phys. Chem. B 2002 106 4181 4191
59. E. Antolini Mater. Chem. Phys. 2003 78 563 573
60. H. Yang W. Vogel C. Lamy N. Alonso-Vante J. Phys. Chem. B 2004 108 11024 11034
61. D. L. Feldheim and C. A. Foss Jr, in Metal Nanoparticles: Synthesis, Characterization, and Applications, Marcel Dekker, Inc., New York, 2002
62. P. Waszczuk G. Q. Lu A. Wieckowski C. Lu C. Rice R. I. Masel Electrochim. Acta 2002 47 3637 3652
63. T. J. Schmidt H. A. Gasteiger R. J. Behm Electrochem. Commun. 1999 1 1 4
64. R. Raja T. Khimyak J. M. Thomas S. Hermans B. F. G. Johnson Angew. Chem., Int. Ed. 2001 40 4638 4642
65. C. J. Zhong and J. R. Regalbuto, Comprehensive Inorganic Chemistry II, Elsevier, 2013, vol. 7, pp. 75-102
66. L. C. Liu X. R. Gu Y. Cao X. J. Yao L. Zhang C. J. Tang F. Gao L. Dong ACS Catal. 2013 3 2768 2775
67. X. Y. Liu A. Q. Wang T. Zhang C. Y. Mou Nano Today 2013 8 403 416
68. M. Haruta S. Tsubota T. Kobayashi H. Kageyama M. J. Genet B. Delmon J. Catal. 2003 144 175 192
69. J. Luo P. N. Njoki Y. Lin L. Y. Wang C. J. Zhong Electrochem. Commun. 2006 8 581 587
70. J. Luo N. Kariuki L. Han L. Y. Wang C. J. Zhong T. He Electrochim. Acta 2006 51 4821 4827
71. L. Han W. Wu F. L. Kirk J. Luo M. M. Maye N. N. Kariuki Y. H. Lin C. M. Wang C. J. Zhong Langmuir 2004 20 6019 6025
72. B. N. Wanjala B. Fang R. Loukrakpam Y. S. Chen M. Engelhard J. Luo J. Yin L. F. Yang S. Y. Shan C. J. Zhong ACS Catal. 2012 2 795
73. B. N. Wanjala J. Luo B. Fang D. Mott C. J. Zhong J. Mater. Chem. 2011 21 4012 4020
74. B. N. Wanjala J. Luo R. Loukrakpam B. Fang D. Mott P. N. Njoki M. Engelhard H. R. Naslund J. K. Wu L. C. Wang O. Malis C. J. Zhong Chem. Mater. 2010 22 4282 4294
75. J. Evans, in Catalysis, ed., G. C. Bond, and, G. Webb, Royal Society of Chemistry, 1989, vol. 8, p. 1
76. C. Antoniak Beilstein J. Nanotechnol. 2011 2 237 251
77. B. Wanjala R. Loukrakpam J. Luo P. N. Njoki D. Mott M. Shao L. Protsailo T. Kawamura C. J. Zhong J. Phys. Chem. C 2010 114 17580 17590
78. V. Petkov S. Shastri S. Shan P. Joseph J. Luo C. J. Zhong T. Nakamura Y. Herbani S. Sato J. Phys. Chem. C 2013 117 22131 22141
79. R. Loukrakpam B. N. Wanjala J. Yin B. Fang J. Luo M. Shao L. Protsailo T. Kawamura Y. Chen V. Petkov C. J. Zhong ACS Catal. 2011 1 562 572
80. R. Loukrakpam J. Luo T. He Y. Chen Z. Xu P. N. Njoki B. N. Wanjala B. Fang D. Mott J. Yin J. Klar B. Powell C. J. Zhong J. Phys. Chem. C 2011 115 1682 1694
81. L. Wang J. I. Williams T. Lin C. J. Zhong Catal. Today 2011 165 150 159
82. M. J. Schadt W. Cheung J. Luo C. J. Zhong Chem. Mater. 2006 18 5147 5149
83. D. Mott J. Luo P. N. Njoki Y. Lin L. Y. Wang C. J. Zhong Catal. Today 2007 122 378 385
84. B. H. Morrow A. Striolo Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010 81 155437
85. J. Luo L. Wang D. Mott P. N. Njoki Y. Lin T. He Z. Xu B. N. Wanjana I. I. S. Lim C. J. Zhong Adv. Mater. 2008 20 4342 4347
86. O. Malis M. Radu D. Mott B. Wanjala J. Luo C. J. Zhong Nanotechnology 2009 20 245705 245708
87. G. Kresse J. Hafner Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1993 47 558 561
88. G. Kresse J. Furthmuller Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996 54 11169 11186
89. G. Kresse J. Furthmuller Comput. Mater. Sci. 1996 6 15 50
90. J. Luo M. M. Maye V. Petkov N. N. Kariuki L. Y. Wang P. Njoki D. Mott Y. Lin C. J. Zhong Chem. Mater. 2005 17 3086 3091
91. D. Bochicchio F. Negro R. Ferrando Comput. Theor. Chem. 2013 1021 177 182
92. K. Suarez-Alcantara A. Rodriguez-Castellanos R. Dante O. Solorza-Feria J. Power Sources 2006 157 114 120
93. C. J. Zhong J. Luo B. Fang B. Wanjala P. Njoki R. Loukrakpam J. Yin Nanotechnology 2010 21 061992 062001
94. 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
95. C. Wang D. van der Vliet K.-C. Chang H. You D. Strmcnik J. A. Schlueter N. M. Markovic V. R. Stamenkovic J. Phys. Chem. C 2009 113 19365 19368
96. D. van der Vliet D. S. Strmcnik C. Wang V. R. Stamenkovic N. M. Markovic M. T. M. Koper J. Electroanal. Chem. 2010 647 29 34
97. B. Wanjala B. Fang J. Luo Y. Chen J. Yin M. Engelhard R. Loukrakpam C. J. Zhong J. Am. Chem. Soc. 2011 133 12714 12727
98. S. D. Senanayake D. Stacchiola J. A. Rodriguez Acc. Chem. Res. 2013 46 1702 1711
99. C. J. Zhong J. Luo P. N. Njoki D. Mott B. Wanjala R. Loukrakpam S. Lim L. Wang B. Fang Z. C. Xu Energy Environ. Sci. 2008 1 454 466
100. M. Subhramannia V. K. Pillai J. Mater. Chem. 2008 18 5858 5870
101. J. T. Miller A. J. Kropf Y. Zha J. R. Regalbuto L. Delannoy C. Louis E. Bus J. A. van Bokhoven J. Catal. 2006 240 222 234
102. J. H. Kang L. D. Menard R. G. Nuzzo A. I. Frenkel J. Am. Chem. Soc. 2006 128 12068 12069
103. S. Mukerjee S. Srinivasan M. P. Soriaga J. Mcbreen J. Electrochem. Soc. 1995 142 1409 1422
104. T. S. Chou M. L. Perlman R. E. Watson Phys. Rev. B: Solid State 1976 14 3248 3250
105. T. Rajasekharan V. Seshubai Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 2012 68 156 165
106. K. Tedsree C. W. A. Chan S. Jones Q. A. Cuan W. K. Li X. Q. Gong S. C. E. Tsang Science 2011 332 224 228
107. C. Berg H. J. Venvik F. Strisland A. Ramstad A. Borg Surf. Sci. 1998 409 1 15
108. Q. Ge C. Song L. Wang Comput. Mater. Sci. 2006 35 247 253
109. S. Galvagno G. Parravano J. Catal. 1979 57 272 286
110. G. Selvarani S. V. Selvaganesh S. Krishnamurthy G. V. M. Kiruthika P. Sridhar S. Pitchumani A. K. Shukla J. Phys. Chem. C 2009 113 7461 7468
111. D. Dai K. Balasubramanian J. Chem. Phys. 1994 100 4401 4407
112. W. Q. Tian M. F. Ge F. L. Gu T. Yamada Y. Aoki J. Phys. Chem. A 2006 110 6285 6293
113. M. O. Pedersen S. Helveg A. Ruban I. Stensgaard E. Laegsgaard J. K. Norskov F. Besenbacher Surf. Sci. 1999 426 395 409
114. E. Skulason V. Tripkovic M. E. Bjorketun S. Gudmundsdottir G. Karlberg J. Rossmeisl T. Bligaard H. Jonsson J. K. Norskov J. Phys. Chem. C 2010 114 18182 18197
115. W. J. Zhou B. Zhou W. Z. Li Z. H. Zhou S. Q. Song G. Q. Sun Q. Xin S. Douvartzides A. Goula P. Tsiakaras J. Power Sources 2004 126 16 22
116. K. Tadanaga Y. Furukawa A. Hayashi M. Tatsumisago Adv. Mater. 2010 22 4401 4404
117. M. M. Dimos G. J. Blanchard J. Phys. Chem. C 2010 114 6019 6026
118. Z. X. Liang T. S. Zhao J. B. Xu L. D. Zhu Electrochim. Acta 2009 54 2203 2208
119. J. Yin, J. Luo, B. Wanjala, B. Fang, R. Loukrakpam and C. J. Zhong, New and Future Developments in Catalysis: Batteries, Hydrogen Storage and Fuel Cells, ed., S. L. Suib, Elsevier, 2013, ch. 11, pp. 307-344
120. J. Lu K. Amine Energies 2013 6 6016 6044
121. K. M. Abraham ECS Trans. 2008 3 67 71
122. W. Xu J. Xiao D. Wang J. Zhang J. G. Zhang J. Electrochem. Soc. 2010 157 A219 A244
123. T. Ogasawara A. Debart M. Holzapfel P. Novak P. G. Bruce J. Am. Chem. Soc. 2006 128 1390 1393
124. A. Debart A. J. Paterson J. Bao P. G. Bruce Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 4521 4524
125. A. Debart J. Bao G. Armstrong P. G. Bruce J. Power Sources 2007 174 1177 1182
126. Z. Peng S. A. Freunberger Y. Chen P. G. Bruce Science 2012 337 563 566
127. Y. C. Lu Z. Xu H. A. Gasteiger S. Chen K. Hamad-Schifferli Y. Shao-Horn J. Am. Chem. Soc. 2010 132 12170 12171
128. Y. C. Lu H. A. Gasteiger E. Crumlin R. McGuire Y. Shao-Horn Jr J. Electrochem. Soc. 2010 157 A1016 A1025
129. S. A. Freunberger Y. Chen Z. Peng J. M. Griffin L. J. Hardwick F. Barde P. Novak P. G. Bruce J. Am. Chem. Soc. 2011 133 8040 8047
130. Y.-C. Lu D. G. Kwabi K. P. C. Yao J. R. Harding J. Zhou L. Zuin Y. Shao-Horn Energy Environ. Sci. 2011 4 2999 3007
131. J. Yin B. Fang J. Luo B. Wanjala D. Mott R. Loukrakpam M. S. Ng Z. Li J. Hong M. S. Whittingham C. J. Zhong Nanotechnology 2012 23 305404
132. Z. Q. Peng S. A. Freunberger Y. H. Chen P. G. Bruce Science 2012 337 563 566