Cu-Pt nanocage with 3-D electrocatalytic surface as an efficient oxygen reduction electrocatalyst for a primary Zn-air battery

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 3, 2015, Pages 1445-1452

  Dhavale, Vishal M ^a,b   Kurungot, Sreekumar ^a,b  

^a NATIONAL CHEMICAL LABORATORY   (India)

^b ACADEMY OF SCIENTIFIC AND INNOVATIVE RESEARCH ACSIR   (India)

Author keywords

3 D electrocatalytic surface; Cu Pt nanocage; electrocatalyst; galvanic displacement; oxygen reduction reaction; solvothermal method; Zn air battery

Indexed keywords

DURABILITY; ELECTRIC BATTERIES; ELECTRIC DISCHARGES; ELECTROCATALYSTS; ELECTRODES; ELECTROLYSIS; ELECTROLYTIC REDUCTION; OXYGEN; PRIMARY BATTERIES; REDUCTION; SUBSTITUTION REACTIONS; ZINC;

ELECTROCATALYTIC; GALVANIC DISPLACEMENT; NANOCAGES; OXYGEN REDUCTION REACTION; SOLVOTHERMAL METHOD;

PLATINUM;

EID: 84924272002     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs501571e     Document Type: Article

References (51)

1. Linden, D. and Reddy, T. B. Handbooks of Batteries; McGraw-Hill: New York, 2002.
2. Chen, Z.; Yu, A.; Higgins, D.; Li, H.; Wang, H.; Chen, Z. Nano Lett. 2012, 12, 1946-1952 10.1021/nl2044327
3. Lee, J.-S.; Kim, S. T.; Cao, R.; Choi, N.-S.; Liu, M.; Lee, K. T.; Chao, J. Adv. Energy Mater. 2011, 1, 34-50 10.1002/aenm.201000010
4. Li, Y.; Gong, M.; Liang, Y.; Feng, J.; Kim, J.-E.; Wang, H.; Hong, G.; Zhang, B.; Dai, H. Nat. Commun. 2013, 4, 1805 10.1038/ncomms2812
5. Girishkumar, G.; McCloskey, B.; Luntz, A. C.; Swanson, S.; Wilcke, W. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2193-2203 10.1021/jz1005384
6. Scrosati, B.; Hassoun, J.; Sun, Y.-K. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3287-3295 10.1039/c1ee01388b
7. Lim, B.; Yu, T.; Xia, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9819-9820 10.1002/anie.201004408
8. Xu, D.; Liu, Z. P.; Yang, H. Z.; Liu, Q. S.; Zhang, J.; Fang, J. Y.; Zou, S. Z.; Sun, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4217-4221 10.1002/anie.200900293
9. Strasser, P.; Koh, S.; Anniyev, T.; Greeley, J.; More, K.; Yu, C.; Liu, Z.; Kaya, S.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Toney, M. F.; Nilson, A. Nat. Chem. 2010, 2, 454-460 10.1038/nchem.623
10. Sau, T. K.; Rogach, A. L.; Jackel, F.; Klar, T. A.; Feldmann, J. Adv. Mater. 2010, 22, 1805-1825 10.1002/adma.200902557
11. Snyder, J.; Fujita, T.; Chen, M. W.; Erlebacher, J. Nat. Mater. 2010, 9, 904-907 10.1038/nmat2878
12. Barbir, F. PEM Fuel Cells: Theory and Practice, 2 nd ed.; Elsevier: San Diego, CA, 2005.
13. Carrette, L.; Friedrich, K. A.; Stimming, U. Fuel Cells 2001, 1, 5-39 10.1002/1615-6854(200105)1:1<5::AID-FUCE5>3.0.CO;2-G
14. Chen, Z. W.; Waje, M.; Li, W. Z.; Yan, Y. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 4060-4063 10.1002/anie.200700894
15. Alia, S. M.; Zhang, G.; Kisailus, D.; Li, D. S.; Gu, S.; Jensen, K.; Yan, Y. S. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3742-3746 10.1002/adfm.201001035
16. Wang, R.; Xu, C.; Bi, X.; Ding, Y. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5281-5286 10.1039/c1ee02243a
17. Sasaki, K.; Wang, J. X.; Naohara, H.; Marinkovic, N.; More, K.; Inada, H.; Adzic, R. R. Electrochim. Acta 2010, 55, 2645-2652 10.1016/j.electacta.2009.11.106
18. Long, N. V.; Yang, Y.; Thi, C. M.; Minh, N. V.; Cao, Y.; Nogami, M. Nanoenergy 2013, 2, 636-676 10.1016/j.nanoen.2013.06.001
19. Favilla, P. C.; Acosta, J. J.; Schvezov, C. E.; Sercovich, D. J.; Collet-Lacoste, J. R. Chem. Eng. Sci. 2013, 101, 27-34 10.1016/j.ces.2013.05.067
20. Zhou, X.; Gan, Y.; Du, J.; Tian, D.; Zhang, R.; Yang, C.; Dai, Z. J. Power Sources. 2013, 232, 310-322 10.1016/j.jpowsour.2013.01.062
21. Zhang, G.; Shao, Z.-G.; Lu, W.; Xie, F.; Qin, X.; Yi, B. Electrochim. Acta 2013, 103, 66-76 10.1016/j.electacta.2013.04.045
22. Hong, J. W.; Kang, S. W.; Choi, B. S.; Kim, D.; Lee, S. B.; Han, S. W. ACS Nano 2012, 6, 2410-2419 10.1021/nn2046828
23. Feng, Y.-Y.; Zhang, G.-R.; Ma, J.-H.; Liu, G.; Xu, B.-Q. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 3863-3872 10.1039/c0cp01612h
24. Snyder, J.; McCue, I.; Livi, K.; Erlebacher, J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8633-8645 10.1021/ja3019498
25. Mahmoud, M. A.; Qian, W.; El-Sayed, M. A. Nano Lett. 2011, 11, 3285-3289 10.1021/nl201642r
26. Oh, M. H.; Yu, T.; Yu, S.-H.; Lim, B.; Ko, K.-T.; Willinger, M.-G.; Seo, D.-H.; Kim, B. H.; Cho, M. G.; Park, J.-H.; Kang, K.; Sung, Y.-E.; Pinna, N.; Hyeon, T. Science 2013, 340, 964-968 10.1126/science.1234751
27. Wang, D.; Li, Y. Adv. Mater. 2011, 23, 1044-1060 10.1002/adma.201003695
28. Ferrando, R.; Jellinek, J.; Johnston, R. L. Chem. Rev. 2008, 108, 845-910 10.1021/cr040090g
29. Tao, A. R.; Habas, S.; Yang, P. Small 2008, 4, 310-325 10.1002/smll.200701295
30. Kang, S. W.; Lee, Y. W.; Park, Y.; Choi, B.-S.; Hong, J. W.; Park, K.-H.; Han, S. W. ACS Nano 2013, 7, 7945-7955 10.1021/nn403027j
31. Bing, Y. H.; Liu, H. S.; Zhang, L.; Ghosh, D.; Zhang, J. J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2184-2202 10.1039/b912552c
32. Choi, S.-I.; Choi, R. S.; Han, W.; Park, J. T. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 12280-12284 10.1002/chem.201101138
33. Chen, C.; Kang, Y.; Huo, Z.; Zhu, Z.; Huang, W.; Xin, H. L.; Snyder, J. D.; Li, D.; Herron, J. A.; Mavrikakis, M.; Chi, M.; More, K. L.; Li, Y.; Markivic, N. M.; Somorjai, G. A.; Yang, P.; Stamenkovic, V. R. Science 2014, 343, 1339-1343 10.1126/science.1249061
34. Yin, Y.; Rioux, R. M.; Erdonmez, C. K.; Hughes, S.; Somorjai, G. A.; Alivisatos, A. P. Science 2004, 304, 711-714 10.1126/science.1096566
35. Macdonald, J. E.; Bar Sadan, M.; Houben, L.; Popov, I.; Banin, U. Nat. Mater. 2010, 9, 810-815 10.1038/nmat2848
36. Skrabalak, S. E.; Chen, J.; Sun, Y.; Lu, X.; Au, L.; Cobley, C. M.; Xia, Y. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1587-1595 10.1021/ar800018v
37. McEachran, M.; Keogh, D.; Pietrobon, B.; Cathcart, N.; Gourevich, I.; Coombs, N.; Kitaev, V. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8066-8069 10.1021/ja111642d
38. Wang, J. X.; Ma, C.; Choi, Y.; Su, D.; Zhu, Y.; Liu, P.; Si, R.; Vukmirovic, M. B.; Zhang, Y.; Adzic, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13551-13557 10.1021/ja204518x
39. Johnson, S. A.; Ollivier, P. J.; Mallouk, T. E. Science 1999, 283, 963-965 10.1126/science.283.5404.963
40. Yavuz, M. S.; Cheng, Y.; Chen, J.; Cobley, C. M.; Zhang, Q.; Rycenga, M.; Xie, J.; Kim, C.; Song, K. H.; Schwartz, A. G.; Wang, L. V.; Xia, Y. Nat. Mater. 2009, 8, 935-939 10.1038/nmat2564
41. Davis, R. E.; Horvath, G. L.; Tobias, C. W. Electrochim. Acta 1967, 12, 287-297 10.1016/0013-4686(67)80007-0
42. Xia, B. Y.; Wu, H. B.; Wang, X.; Lou, X. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13934-13937 10.1021/ja3051662
43. Zhang, Z.; Yang, Y.; Nosheen, F.; Wang, P.; Zhang, J.; Zhuang, J.; Wang, X. Small 2013, 9, 3063-3069 10.1002/smll.201203200
44. Xu, Y.; Zhang, B. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 2439-2450 10.1039/c3cs60351b
45. Susut, C.; Chapman, G. B.; Samjeske, G.; Osawac, M.; Tong, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3712-3721 10.1039/b802708k
46. Wang, D.; Yu, Y.; Xin, H. L.; Hovden, R.; Ercius, P.; Mundy, J. A.; Chen, H.; Richard, J. H.; Muller, D. A.; DiSalvo, F. J.; Abruna, H. D. Nano Lett. 2012, 12, 5230-5238 10.1021/nl302404g
47. Dhavale, V. M.; Unni, S. M.; Kagalwala, H. N.; Pillai, V. K.; Kurungot, S. Chem. Commun. 2011, 47, 3951-3953 10.1039/c0cc05645f
48. Unni, S. M.; Dhavale, V. M.; Pillai, V. K.; Kurungot, S. J. Phys. Chem. C 2009, 114, 14654-14661 10.1021/jp104664t
49. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods Fundamentals and Applications, 2 nd ed.; Wiley: New York, 2006.
50. Moulder, J. F.; Stickle, W. F.; Sobol, P. E.; Bomben, K. D. In Handbook of X-ray Photoelectron Spectroscopy: A Reference Book of Standard Spectra for Identification and Interpretation of XPS Data, 2 nd ed.; Prairie, J. C.; Minn, E., Eds.; Physical Electronics Division, Perkin-Elmer Corp.: Waltham, MA, 1992.
51. Watts, J. F.; Wolstenholme, J. An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES, 2 nd ed.; Wiley: New York, 2003.