Record activity and stability of dealloyed bimetallic catalysts for proton exchange membrane fuel cells

Energy and Environmental Science

Volumn 8, Issue 1, 2015, Pages 258-266

  Han, Binghong ^a,b   Carlton, Christopher E ^a,b   Kongkanand, Anusorn ^c   Kukreja, Ratandeep S ^c   Theobald, Brian R ^d   Gan, Lin ^e   O'Malley, Rachel ^d   Strasser, Peter ^e   Wagner, Frederick T ^c   Shao Horn, Yang ^a,b  

^a Massachusetts Institute of Technology   (United States)

^b MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^c GENERAL MOTORS CORPORATION   (United States)

^d JOHNSON MATTHEY TECHNOLOGY CENTRE   (United Kingdom)

^e TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYST ACTIVITY; ELECTROLYTIC REDUCTION; ENERGY DISPERSIVE SPECTROSCOPY; NANOPARTICLES; NICKEL; PARTICLE SIZE; PASSIVATION; POROSITY; PROTONS; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; STABILITY; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

BIMETALLIC CATALYSTS; COMPOSITIONAL VARIATION; DEVICE TECHNOLOGIES; OXYGEN REDUCTION REACTION; PARTICLE MORPHOLOGIES; PERFORMANCE DURABILITY; SCANNING TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; SURFACE PASSIVATION;

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS (PEMFC);

ALLOY; CATALYSIS; CATALYST; ELECTRODE; FUEL CELL; ION EXCHANGE; MEMBRANE; NICKEL; STABILIZATION;

EID: 84919657545     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4ee02144d     Document Type: Article

References (68)

1. H. A. Gasteiger S. S. Kocha B. Sompalli F. T. Wagner Appl. Catal., B 2005 56 9 35
2. C. Jaffary, in Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology and Application, ed., A. L. W.Vielstich, and, H. A.Gasteiger, John Wiley and Sons, Chichester, 2003
3. S. Chen P. J. Ferreira W. Sheng N. Yabuuchi L. F. Allard Y. Shao-Horn J. Am. Chem. Soc. 2008 130 13818 13819
4. S. Chen W. Sheng N. Yabuuchi P. J. Ferreira L. F. Allard Y. Shao-Horn J. Phys. Chem. C 2008 113 1109 1125
5. A. Nilekar Y. Xu J. Zhang M. Vukmirovic K. Sasaki R. Adzic M. Mavrikakis Top. Catal. 2007 46 276 284
6. V. R. Stamenkovic B. S. Mun M. Arenz K. J. Mayrhofer C. A. Lucas G. Wang P. N. Ross N. M. Markovic Nat. Mater. 2007 6 241 247
7. V. R. Stamenkovic B. Fowler B. S. Mun G. Wang P. N. Ross C. A. Lucas N. M. Marković Science 2007 315 493 497
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. F. Hasché M. Oezaslan P. Strasser J. Electrochem. Soc. 2011 159 B24 B33
10. J. Zhang F. H. B. Lima M. H. Shao K. Sasaki J. X. Wang J. Hanson R. R. Adzic J. Phys. Chem. B 2005 109 22701 22704
11. Y. Xu A. V. Ruban M. Mavrikakis J. Am. Chem. Soc. 2004 126 4717 4725
12. J. K. Norskov T. Bligaard J. Rossmeisl C. H. Christensen Nat. Chem. 2009 1 37 46
13. D. Wang Y. Yu H. L. Xin R. Hovden P. Ercius J. A. Mundy H. Chen J. H. Richard D. A. Muller F. J. DiSalvo H. D. Abruña Nano Lett. 2012 12 5230 5238
14. Y. S. Kim S. H. Jeon A. Bostwick E. Rotenberg P. N. Ross V. R. Stamenkovic N. M. Markovic T. W. Noh S. Han B. S. Mun Adv. Energy Mater. 2013 3 1257 1261
15. C. Chen Y. Kang Z. Huo Z. Zhu W. Huang H. L. Xin J. D. Snyder D. Li J. A. Herron M. Mavrikakis Science 2014 343 1339 1343
16. L. Gan M. Heggen R. O'Malley B. Theobald P. Strasser Nano Lett. 2013 13 1131 1138
17. S. V. Selvaganesh P. Sridhar S. Pitchumani A. K. Shukla J. Electrochem. Soc. 2013 160 F49 F59
18. 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
19. S. Mukerjee S. Srinivasan J. Electroanal. Chem. 1993 357 201 224
20. S. Mukerjee S. Srinivasan M. P. Soriaga J. Mcbreen J. Phys. Chem. 1995 99 4577 4589
21. T. Toda H. Igarashi H. Uchida M. Watanabe J. Electrochem. Soc. 1999 146 3750 3756
22. S. Mukerjee S. Srinivasan M. P. Soriaga J. Mcbreen J. Electrochem. Soc. 1995 142 1409 1422
23. 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
24. 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
25. R. Subbaraman D. Strmcnik A. P. Paulikas V. R. Stamenkovic N. M. Markovic ChemPhysChem 2010 11 2825 2833
26. L. Gan M. Heggen S. Rudi P. Strasser Nano Lett. 2012 12 5423 5430
27. M. Oezaslan P. Strasser J. Power Sources 2011 196 5240 5249
28. S. Chen H. A. Gasteiger K. Hayakawa T. Tada Y. Shao-Horn J. Electrochem. Soc. 2010 157 A82 A97
29. M. F. Mathias R. Makharia H. A. Gasteiger J. J. Conley T. J. Fuller C. J. Gittleman S. S. Kocha D. P. Miller C. K. Mittelsteadt T. Xie S. G. Yan P. T. Yu Electrochem. Soc. Interface 2005 14 24 35
30. S. C. Ball S. L. Hudson B. R. Theobald D. Thompsett ECS Trans. 2007 11 1267 1278
31. F. T. Wagner H. A. Gasteiger R. Makharia K. C. Neyerlin E. L. Thompson S. G. Yan ECS Trans. 2006 3 19 29
32. K. J. J. Mayrhofer K. Hartl V. Juhart M. Arenz J. Am. Chem. Soc. 2009 131 16348 16349
33. P. J. Ferreira G. J. la O' Y. Shao-Horn D. Morgan R. Makharia S. Kocha H. A. Gasteiger J. Electrochem. Soc. 2005 152 A2256 A2271
34. Y. Shao-Horn W. C. Sheng S. Chen P. J. Ferreira E. F. Holby D. Morgan Top. Catal. 2007 46 285 305
35. C. E. Carlton S. Chen P. J. Ferreira L. F. Allard Y. Shao-Horn J. Phys. Chem. Lett. 2011 3 161 166
36. 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. 2011 12 490 497
37. J. Erlebacher M. J. Aziz A. Karma N. Dimitrov K. Sieradzki Nature 2001 410 450 453
38. J. Erlebacher J. Electrochem. Soc. 2004 151 C614 C626
39. J. Rugolo J. Erlebacher K. Sieradzki Nat. Mater. 2006 5 946 949
40. J. Erlebacher Phys. Rev. Lett. 2011 106 225504
41. K. Sieradzki N. Dimitrov D. Movrin C. McCall N. Vasiljevic J. Erlebacher J. Electrochem. Soc. 2002 149 B370 B377
42. M. Oezaslan M. Heggen P. Strasser J. Am. Chem. Soc. 2012 134 514 524
43. J. Snyder I. McCue K. Livi J. Erlebacher J. Am. Chem. Soc. 2012 134 8633 8645
44. L. Gan C. Cui S. Rudi P. Strasser Top. Catal. 2014 57 236 244
45. C. Cui L. Gan M. Neumann M. Heggen B. Roldan Cuenya P. Strasser J. Am. Chem. Soc. 2014 136 4813 4816
46. L. Gan and P. Strasser, in Electrocatalysis in Fuel Cells, ed., M. Shao, Springer London, 2013, vol. 9, ch. 18, pp. 533-560
47. L. Gan S. Rudi C. Cui P. Strasser ChemCatChem 2013 5 2691 2694
48. C. Cui L. Gan M. Heggen S. Rudi P. Strasser Nat. Mater. 2013 12 765 771
49. C. Chen Y. Kang Z. Huo Z. Zhu W. Huang H. L. Xin J. D. Snyder D. Li J. A. Herron M. Mavrikakis M. Chi K. L. More Y. Li N. M. Markovic G. A. Somorjai P. Yang V. R. Stamenkovic Science 2014 343 1339 1343
50. S.-I. Choi S. Xie M. Shao J. H. Odell N. Lu H.-C. Peng L. Protsailo S. Guerrero J. Park X. Xia J. Wang M. J. Kim Y. Xia Nano Lett. 2013 13 3420 3425
51. The US Department of Energy (DOE), Energy Efficiency and Renewable Energy, 2012, http://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/mypp/pdfs/fuel-cells.pdf
52. M. K. Debe Nature 2012 486 43 51
53. A. Kongkanand and F. Wagner, Annual Merit Review DOE Hydrogen and Fuel Cells and Vehicle Technologies Programs, Washington, DC, 2013, http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review13/fc087-kongkanand-2013-o.pdf
54. 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
55. R. N. Carter S. S. Kocha F. Wagner M. Fay H. A. Gasteiger ECS Trans. 2007 11 403 410
56. M. Wakisaka Y. Hyuga K. Abe H. Uchida M. Watanabe Electrochem. Commun. 2011 13 317 320
57. 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., Int. Ed. 2012 51 3139 3142
58. M. Wakisaka S. Morishima Y. Hyuga H. Uchida M. Watanabe Electrochem. Commun. 2012 18 55 57
59. A. Kongkanand, Annual Merit Review DOE Hydrogen and Fuel Cells and Vehicle Technologies Programs, Washington, DC, 2014, http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review14/fc087-kongkanand-2014-o.pdf
60. E. F. Holby W. Sheng Y. Shao-Horn D. Morgan Energy Environ. Sci. 2009 2 865 871
61. A. Steinbach, Annual Merit Review DOE Hydrogen and Fuel Cells and Vehicle Technologies Programs, Washington, DC, 2014, http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review14/fc104-steinbach-2014-o.pdf
62. B. N. Popov, Annual Merit Review DOE Hydrogen and Fuel Cells and Vehicle Technologies Programs, Washington, DC, 2014, http://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review14/fc088-popov-2014-o.pdf
63. F. T. Wagner, S. G. Yan and P. T. Yu, in Handbook of Fuel Cells, John Wiley & Sons, Ltd, 2010
64. H. Yano J. M. Song H. Uchida M. Watanabe J. Phys. Chem. C 2008 112 8372 8380
65. T. Toda H. Igarashi M. Watanabe J. Electrochem. Soc. 1998 145 4185 4188
66. Q. Jia K. M. Caldwell J. M. Ziegelbauer A. Kongkanand F. T. Wagner S. Mukerjee D. E. Ramaker J. Electrochem. Soc. 2014 161 F1323 F1329
67. Z. Liu H. Xin Z. Yu Y. Zhu J. Zhang J. A. Mundy D. A. Muller F. T. Wagner J. Electrochem. Soc. 2012 159 F554 F559
68. D. Wang H. L. Xin R. Hovden H. Wang Y. Yu D. A. Muller F. J. DiSalvo H. D. Abruña Nat. Mater. 2013 12 81 87