Nanostructured robust cobalt metal alloy based anode electro-catalysts exhibiting remarkably high performance and durability for proton exchange membrane fuel cells

Journal of Materials Chemistry A

Volumn 3, Issue 26, 2015, Pages 14015-14032

  Patel, Prasad Prakash ^a   Datta, Moni Kanchan ^a   Velikokhatnyi, Oleg I ^a   Jampani, Prashanth ^a   Hong, Daeho ^a   Poston, James A ^b   Manivannan, Ayyakkannu ^b   Kumta, Prashant N ^a,c  

^a University of Pittsburgh   (United States)

^b NATIONAL ENERGY TECHNOLOGY LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF PITTSBURGH   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALLOYS; CALCULATIONS; CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; COST ENGINEERING; CRYSTALLITE SIZE; DURABILITY; FUEL CELLS; IRIDIUM; METALS; NANOTECHNOLOGY; PLATINUM; PLATINUM ALLOYS; PRECIOUS METALS; REACTION KINETICS; REDUCTION; SOLID SOLUTIONS; TRANSITION METAL ALLOYS; TRANSITION METALS;

ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; ELECTROCHEMICAL ACTIVITIES; ELECTROCHEMICAL PERFORMANCE; ELECTROCHEMICAL STABILITIES; ELECTROCHEMICAL SURFACE AREA; ELECTROCHEMICALLY ACTIVE SURFACE AREAS; HYDROGEN OXIDATION REACTION; THEORETICAL CALCULATIONS;

PROTON EXCHANGE MEMBRANE FUEL CELLS (PEMFC);

EID: 84934984992     PISSN: 20507488     EISSN: 20507496     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ta01362c     Document Type: Article

References (89)

1. C. Liu F. Li L.-P. Ma H.-M. Cheng Adv. Mater. 2010 22 E28 E62
2. J. R. Miller Science 2012 335 1312 1313
3. B. Peng J. Chen Coord. Chem. Rev. 2009 253 2805 2813
4. P. García J. P. Torreglosa L. M. Fernández F. Jurado Expert Syst. Appl. 2013 40 4791 4804
5. M. K. Debe Nature 2012 486 43 51
6. M. Ball M. Wietschel O. Rentz Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 1355 1368
7. G. Brumfiel Nature 2003 422 104
8. R. Masel Nature 2006 442 521 522
9. C.-J. Winter Int. J. Hydrogen Energy 2009 34 S1 S52
10. C. Yang P. Costamagna S. Srinivasan J. Benziger A. B. Bocarsly J. Power Sources 2001 103 1 9
11. L. Barreto A. Makihira K. Riahi Int. J. Hydrogen Energy 2003 28 267 284
12. X. G. Yang C. Y. Wang Appl. Phys. Lett. 2005 86 224104
13. M. Oezaslan F. Hasché P. Strasser J. Phys. Chem. Lett. 2013 4 3273 3291
14. J. Chen Y. Li Z. Gao G. Wang J. Tian C. Jiang S. Zhu R. Wang Electrochemistry Communications 2013 37 24 27
15. A. Chandan M. Hattenberger A. El-kharouf S. Du A. Dhir V. Self B. G. Pollet A. Ingram W. Bujalski J. Power Sources 2013 231 264 278
16. Z. Liu L. Ma J. Zhang K. Hongsirikarn J. G. Goodwin Catal. Rev. 2013 55 255 288
17. B. Li D. C. Higgins D. Yang H. Lv Z. Yu J. Ma Int. J. Hydrogen Energy 2013 38 5813 5822
18. J. Qiao B. Li J. Ma J. Electrochem. Soc. 2009 156 B436 B440
19. F. Silva V. Dalmazzo M. Becker M. Souza R. Souza E. A. Martini Ionics 2014 20 381 388
20. L. G. S. Pereira V. A. Paganin E. A. Ticianelli Electrochim. Acta 2009 54 1992 1998
21. Y. Dai Y. Liu S. Chen Electrochim. Acta 2013 89 744 748
22. M. Götz H. Wendt Electrochim. Acta 1998 43 3637 3644
23. J. E. Hu Z. Liu B. W. Eichhorn G. S. Jackson Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 11268 11275
24. M. Nagarajan G. Paruthimal kalaignan G. A. Pathanjali Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 14829 14837
25. D. Ham S. Han C. Pak S. Ji S.-A. Jin H. Chang J. Lee Top. Catal. 2012 55 922 930
26. M. P. Humbert C. A. Menning J. G. Chen J. Catal. 2010 271 132 139
27. A. J. Bard J. Photochem. 1979 10 59 75
28. A. J. Bard M. A. Fox Acc. Chem. Res. 1995 28 141 145
29. J. Tayal B. Rawat S. Basu Int. J. Hydrogen Energy 2011 36 14884 14897
30. J. Xu X. Liu Y. Chen Y. Zhou T. Lu Y. Tang J. Mater. Chem. 2012 22 23659 23667
31. M. K. Jeon P. J. McGinn J. Power Sources 2010 195 2664 2668
32. M. K. Jeon P. J. McGinn J. Power Sources 2009 188 427 432
33. R. S. Amin R. M. Abdel Hameed K. M. El-Khatib H. El-Abd E. R. Souaya Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 18870 18881
34. Y. M. Alyousef M. K. Datta K. Kadakia S. C. Yao P. N. Kumta J. Alloys Compd. 2010 506 698 702
35. Y. M. Alyousef M. K. Datta S. C. Yao P. N. Kumta J. Phys. Chem. Solids 2009 70 1019 1023
36. J. Y. Kim Z. G. Yang C.-C. Chang T. I. Valdez S. R. Narayanan P. N. Kumta J. Electrochem. Soc. 2003 150 A1421 A1431
37. K. S. Kadakia M. K. Datta O. I. Velikokhatnyi P. J. Hanumantha S. K. Park S. J. Chung D. H. Hong J. A. Poston A. Manivanan P. N. Kumta J. Electrochem. Soc. 2014 161 F1053 F1060
38. L. Cao G. Sun H. Li Q. Xin Electrochem. Commun. 2007 9 2541 2546
39. K. Lee L. Zhang J. Zhang J. Power Sources 2007 170 291 296
40. D. Yang B. Li H. Zhang J. Ma Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 2447 2454
41. K. Gong W.-F. Chen K. Sasaki D. Su M. B. Vukmirovic W. Zhou E. L. Izzo C. Perez-Acosta P. Hirunsit P. B. Balbuena R. R. Adzic J. Electroanal. Chem. 2010 649 232 237
42. X. Wang Y. Tang Y. Gao T. Lu J. Power Sources 2008 175 784 788
43. Y. Takasu N. Yoshinaga W. Sugimoto Electrochem. Commun. 2008 10 668 672
44. K. Kadakia M. K. Datta O. I. Velikokhatnyi P. Jampani S. K. Park P. Saha J. A. Poston A. Manivannan P. N. Kumta Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 3001 3013
45. M. K. Datta K. Kadakia O. I. Velikokhatnyi P. H. Jampani S. J. Chung J. A. Poston A. Manivannan P. N. Kumta J. Mater. Chem. A 2013 1 4026 4037
46. K. Kadakia M. K. Datta O. I. Velikokhatnyi P. Jampani S. K. Park S. J. Chung P. N. Kumta J. Power Sources 2014 245 362 370
47. K. Kadakia M. K. Datta O. I. Velikokhatnyi P. H. Jampani P. N. Kumta Int. J. Hydrogen Energy 2014 39 664 674
48. K. S. Kadakia P. H. Jampani O. I. Velikokhatnyi M. K. Datta S. K. Park D. H. Hong S. J. Chung P. N. Kumta J. Power Sources 2014 269 855 865
49. B. Li D. C. Higgins D. Yang R. Lin Z. Yu J. Ma Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 18843 18850
50. B. Li J. Qiao D. Yang J. Zheng J. Ma J. Zhang H. Wang Electrochim. Acta 2009 54 5614 5620
51. D. Yang B. Li H. Zhang J. Ma Fuel Cells 2013 13 309 313
52. Platinum today, http://platinum.matthey.com/prices/price-tables, accessed Nov 8, 2013
53. G. Kresse J. Furthmüller Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996 54 11169 11186
54. G. Kresse J. Furthmüller Comput. Mater. Sci. 1996 6 15 50
55. G. Kresse D. Joubert Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 59 1758 1775
56. B. Wang J. Iqbal X. Shan G. Huang H. Fu R. Yu D. Yu Mater. Chem. Phys. 2009 113 103 106
57. J. P. Perdew W. Yue Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1986 33 8800 8802
58. R. Lin C. Cao T. Zhao Z. Huang B. Li A. Wieckowski J. Ma J. Power Sources 2013 223 190 198
59. Y.-C. Hsieh Y. Zhang D. Su V. Volkov R. Si L. Wu Y. Zhu W. An P. Liu P. He S. Ye R. R. Adzic J. X. Wang Nat. Commun. 2013 4 2466
60. T. H. de Keijser J. I. Langford E. J. Mittemeijer A. B. P. Vogels J. Appl. Crystallogr. 1982 15 308 314
61. T. Vidakovic-Koch, Kinetics of methanol electrooxidation on PtRu catalysts in a membrane electrode assembly, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Germany, 2005
62. R. Jiang D. Chu Electrochim. Acta 2000 45 4025 4030
63. C. N. Singman J. Chem. Educ. 1984 61 137 142
64. B. Seger P. V. Kamat J. Phys. Chem. C 2009 113 7990 7995
65. L. Xiong A. Manthiram Electrochim. Acta 2004 49 4163 4170
66. B. E. Conway B. V. Tilak Electrochim. Acta 2002 47 3571 3594
67. Y. Sun Y. Dai Y. Liu S. Chen Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 2278 2285
68. T. Bligaard J. K. Nørskov Electrochim. Acta 2007 52 5512 5516
69. B. Hammer J. K. Nørskov Adv. Catal. 2000 45 71 129
70. H. Okamoto, Desk Handbook: Phase Diagrams for Binary Alloys, ASM international, 2000
71. A. Fernández Guillermet Int. J. Thermophys. 1987 8 481 510
72. B. S. Murty M. K. Datta S. K. Pabi Sadhana 2003 28 23 45
73. S. Ram Acta Mater. 2001 49 2297 2307
74. A. Luo K. S. Shin D. L. Jacobson AIP Conf. Proc. 1991 217 334 346
75. R. Nyholm A. Berndtsson N. Martensson J. Phys. C: Solid State Phys. 1980 13 L1091 L1096
76. A. Arico A. Shukla H. Kim S. Park M. Min V. Antonucci Appl. Surf. Sci. 2001 172 33 40
77. M. Wakisaka S. Mitsui Y. Hirose K. Kawashima H. Uchida M. Watanabe J. Phys. Chem. B 2006 110 23489 23496
78. W. Chen S. Chen J. Mater. Chem. 2011 21 9169 9178
79. J.-H. Choi K.-W. Park B.-K. Kwon Y.-E. Sung J. Electrochem. Soc. 2003 150 A973 A978
80. K.-W. Park J.-H. Choi B.-K. Kwon S.-A. Lee Y.-E. Sung H.-Y. Ha S.-A. Hong H. Kim A. Wieckowski J. Phys. Chem. B 2002 106 1869 1877
81. A. Mandale S. Badrinarayanan S. Date A. Sinha J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1984 33 61 72
82. N. Popova L. Babenkova React. Kinet. Catal. Lett. 1979 11 187 192
83. H. Shi O. Y. Gutiérrez G. L. Haller D. Mei R. Rousseau J. A. Lercher J. Catal. 2013 297 70 78
84. M. Bridge C. Comrie R. Lambert J. Catal. 1979 58 28 33
85. D. Wang H. L. Xin H. Wang Y. Yu E. Rus D. A. Muller F. J. DiSalvo H. D. Abruña Chem. Mater. 2012 24 2274 2281
86. W. Zhang L. Li W. Ding S. Chen H. Wang Z. Wei J. Mater. Chem. A 2014 2 10098 10103
87. C. A. Reiser L. Bregoli T. W. Patterson S. Y. Jung J. D. Yang M. L. Perry T. D. Jarvi Electrochem. Solid-State Lett. 2005 8 A273 A276
88. L. Roen C. Paik T. Jarvi Electrochem. Solid-State Lett. 2004 7 A19 A22
89. R. Borup, J. Davey, D. Wood, F. Garzon, M. Inbody and D. Guidry, DOE hydrogen program, FY, 2005