Ab initio study of thin oxide-metal overlayers as an inverse catalytic system for dioxygen reduction and enhanced CO tolerance

ACS Catalysis

Volumn 4, Issue 11, 2014, Pages 4074-4080

  Shin, Dongbin ^a   Sinthika, S ^b   Choi, Min ^a   Thapa, Ranjit ^b   Park, Noejung ^a,c  

^a Ulsan National Institute of Science and Technology   (South Korea)

^b SRM INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (India)

^c Institute for Basic Science   (South Korea)

Author keywords

ab initio calculation; electrocatalyst; electron tunneling; inverse catalyst; overpotential

Indexed keywords

ELECTRON TUNNELING;

AB INITIO CALCULATIONS; AB INITIO STUDY; CATALYTIC SYSTEM; CO TOLERANCE; DIOXYGEN REDUCTION; METAL OVERLAYERS; OVERPOTENTIAL; THIN OXIDES;

ELECTROCATALYSTS;

EID: 84909982532     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs501153p     Document Type: Article

References (60)

1. Winter, M.; Brodd, R. J. Chem. Rev. 2004, 104, 4245-4269
2. Debe, M. K. Nature 2012, 486, 43-51
3. Steele, B. C. H.; Heinzel, A. Nature 2001, 414, 345-352
4. Fierro, J. L. G. Catal. Lett. 1993, 22, 67-91
5. Ertl, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3524-3535
6. Wang, Y. X.; Balbuena, P. B. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 14896-14907
7. 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. Nat. Chem. 2009, 1, 552-556
8. Hammer, B.; Morikawa, Y.; Norskøv, J. K. Phys. Rev. Lett. 1996, 76, 2141-2144
9. Hammer, B.; Norskøv, J. K. Nature 1995, 376, 238-240
10. Shao-Horn, Y.; Sheng, W. C.; Chen, S.; Ferreira, P. J.; Holby, E. F.; Morgan, D. Top. Catal. 2007, 46, 285-305
11. Ferreira, P. J.; la O', G. J.; Shao-Horn, Y.; Morgan, D.; Makharia, R.; Kocha, S.; Gasteiger, H. A. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, A2256-A2271
12. Lyalin, A.; Nakayama, A.; Uosaki, K.; Taketsugu, T. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 21359
13. Jiang, L.; Levchenko, S. V.; Rappe, A. M. Phys. Rev. Lett. 2012, 108, 166403
14. Iwasita, T.; Hoster, H.; John-Anacker, A.; Lin, W. F.; Vielstich, W. Langmuir 2000, 16, 522-529
15. Shen, S. Y.; Zhao, T. S.; Xu, J. B.; Li, Y. S. J. Power Sources 2010, 195, 1001-1006
16. Gong, K. P.; Du, F.; Xia, Z. H.; Durstock, M.; Dai, L. M. Science 2009, 323, 760-764
17. Qu, L. T.; Liu, Y.; Baek, J. B.; Dai, L. M. ACS Nano 2010, 4, 1321-1326
18. Markovic, N. M.; Schmidt, T. J.; Stamenkovic, V.; Ross, P. N. Fuel Cells 2001, 1, 105-116
19. Collman, J. P.; Devaraj, N. K.; Decreau, R. A.; Yang, Y.; Yan, Y. L.; Ebina, W.; Eberspacher, T. A.; Chidsey, C. E. D. Science 2007, 315, 1565-1568
20. Katsounaros, I.; Schneider, W. B.; Meier, J. C.; Benedikt, U.; Biedermann, P. U.; Auer, A. A.; Mayrhofer, K. J. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 7384-7391
21. Hellman, A.; Klacar, S.; Gronbeck, H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16636
22. Pacchioni, G.; Giordano, L.; Baistrocchi, M. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 226104
23. Rodriguez, J. A.; Ma, S.; Liu, P.; Hrbek, J.; Evans, J.; Perez, M. Science 2007, 318, 1757-1760
24. Schoiswohl, J.; Surnev, S.; Netzer, F. P. Top. Catal. 2005, 36, 91-105
25. Pacchioni, G.; Freund, H. Chem. Rev. 2013, 113, 4035-4072
26. Gonchar, A.; Risse, T.; Freund, H. J.; Giordano, L.; Di Valentin, C.; Pacchioni, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 2635-2638
27. Frondelius, P.; Hellman, A.; Honkala, K.; Hakkinen, H.; Gronbeck, H. Phys. Rev. B 2008, 78, 085426
28. Gronbeck, H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11977-11981
29. Sterrer, M.; Risse, T.; Pozzoni, U. M.; Giordano, L.; Heyde, M.; Rust, H. P.; Pacchioni, G.; Freund, H. J. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 096107
30. Freund, H. J.; Pacchioni, G. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2224-2242
31. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
32. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50
33. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
34. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787-1799
35. Miessler, G. L.; Tarr, D. A. Inorganic chemistry, 4 th ed.; Pearson Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ, 2011.
36. Dovesi, R.; Orlando, R.; Ricca, F.; Roetti, C. Surf. Sci. 1987, 186, 267-278
37. Wasey, A. H. M. A.; Chakrabarty, S.; Das, G. P.; Majumder, C. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 10404-10408
38. Nigam, S.; Majumder, C. ACS Nano 2008, 2, 1422-1428
39. Ghosh, S.; Nigam, S.; Das, G. P.; Majumdar, C. J. Chem. Phys. 2010, 132, 164704
40. Tsuda, M.; Dy, E. S.; Kasai, H. Eur. Phys. J. D 2006, 38, 139-141
41. Cramer, C. J.; Tolman, W. B.; Theopold, K. H.; Rheingold, A. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3635-3640
42. Nam, W. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 465
43. Cho, J.; Sarangi, R.; Nam, W. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1321-1330
44. Qi, L.; Qian, X.; Li, J. Phys. Rev. Lett. 2008, 101, 146101
45. Wang, X. G.; Fisher, G. B. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 066101
46. Praetorius, J. M.; Allen, D. P.; Wang, R. Y.; Webb, J. D.; Grein, F.; Kennepohl, P.; Crudden, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3724-3725
47. Chan, S. P.; Chen, G.; Gong, X. G.; Liu, Z. F. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 086403
48. Lopez, N.; Norskøv, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11262-11263
49. Yang, F.; Graciani, J.; Evans, J.; Liu, P.; Hrbek, J.; Sanz, J. F.; Rodriguez, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3444-3451
50. Otani, M.; Sugino, O. Phys. Rev. B 2006, 73, 115407
51. Nørskov, J. K.; Rossmeisl, J.; Logadottir, A.; Lindqvist, L.; Kitchin, J. R.; Bligaard, T.; Jonsson, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886-17892
52. Anderson, A. B.; Sidik, R. A.; Narayanasamy, J.; Shiller, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4618-4623
53. Keith, J. A.; Jacob, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9521-9525
54. Zhang, J. T.; Guo, C. X.; Zhang, L. Y.; Li, C. M. Chem. Commun. 2013, 49, 6334-6336
55. Jiao, Y.; Zheng, Y.; Jaroniec, M.; Qiao, S. Z. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4394-4403
56. Jones, R. O.; Gunnarsson, O. Rev. Mod. Phys. 1989, 61, 689-746
57. Su, H. Y.; Gorlin, Y.; Man, I. C.; Calle-Vallejo, F.; Norskov, J. K.; Jaramillo, T. F.; Rossmeisl, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 14010-14022
58. Atkins, P. W.; De Paula, J. Physical chemistry, 9 th ed.; W. H. Freeman: New York, 2010.
59. Ahlswede, B.; Homann, T.; Jug, K. Surf. Sci. 2000, 445, 49-59
60. Ealet, B.; Goniakowski, J.; Finocchi, F. Phys. Rev. B 2004, 69, 195413