Highly Durable and Active PtFe Nanocatalyst for Electrochemical Oxygen Reduction Reaction

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 49, 2015, Pages 15478-15485

  Chung, Dong Young ^a,b   Jun, Samuel Woojoo ^a,b   Yoon, Gabin ^a,b   Kwon, Soon Gu ^a,b   Shin, Dong Yun ^c   Seo, Pilseon ^a,b   Yoo, Ji Mun ^a,b   Shin, Heejong ^a,b   Chung, Young Hoon ^d   Kim, Hyunjoong ^a,b   Mun, Bongjin Simon ^e   Lee, Kug Seung ^f   Lee, Nam Suk ^f   Yoo, Sung Jong ^d   Lim, Dong Hee ^c   Kang, Kisuk ^a,b   Sung, Yung Eun ^a,b   Hyeon, Taeghwan ^a,b  

^a Institute for Basic Science   (South Korea)

^b Seoul National University   (South Korea)

^c Chungbuk National University   (South Korea)

^d Korea Institute of Science and Technology   (South Korea)

^e Gwangju Institute of Science and Technology (GIST)   (South Korea)

^f Pohang University of Science and Technology (POSTECH)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CALCULATIONS; CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; DOPING (ADDITIVES); ELECTROCATALYSTS; ELECTROLYTIC REDUCTION; SHELLS (STRUCTURES); SYNTHESIS (CHEMICAL);

ELECTROCHEMICAL OXYGEN REDUCTION; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; FUEL CELL COMMERCIALIZATION; LONG TERM STABILITY; MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLIES; OPERATING CONDITION; PT-FE NANOPARTICLES; REACTANT MOLECULES;

FUEL CELLS;

CARBON NANOPARTICLE; DOPAMINE; OXYGEN; POLITEF;

ANALYTIC METHOD; ARTICLE; CALCULATION; CHEMICAL REACTION; DISSOLUTION; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; MATERIAL COATING; MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY; MOLECULAR STABILITY; NANOCATALYST; PARTICLE SIZE; PHYSICAL PARAMETERS; REACTION ANALYSIS; SYNTHESIS; THERMOSTABILITY;

EID: 84950318023     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b09653     Document Type: Article

References (50)

1. Jung, N.; Chung, D. Y.; Ryu, J.; Yoo, S. J.; Sung, Y. E. Nano Today 2014, 9, 433-456 10.1016/j.nantod.2014.06.006
2. Lim, B.; Jiang, M.; Camargo, P. H. C.; Cho, E. C.; Tao, J.; Lu, X.; Zhu, Y.; Xia, Y. Science 2009, 324, 1302-1305 10.1126/science.1170377
3. 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.; Markovic, N. M.; Somorjai, G. A.; Yang, P.; Stamenkovic, V. R. Science 2014, 343, 1339-1343 10.1126/science.1249061
4. Zhang, S.; Hao, Y.; Su, D.; Doan-Nguyen, V. V. T.; Wu, Y.; Li, J.; Sun, S.; Murray, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 15921-15924 10.1021/ja5099066
5. Guo, S.; Zhang, S.; Sun, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 8526-8544 10.1002/anie.201207186
6. Stephens, I. E. L.; Bondarenko, A. S.; Grønbjerg, U.; Rossmeisl, J.; Chorkendorff, I. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6744-6762 10.1039/c2ee03590a
7. Huang, X.; Zhao, Z.; Cao, L.; Chen, Y.; Zhu, E.; Lin, Z.; Li, M.; Yan, A.; Zettl, A.; Wang, Y. M.; Duan, X.; Mueller, T.; Huang, T. Science 2015, 348, 1230-1234 10.1126/science.aaa8765
8. Zhang, L.; Roling, L. T.; Wang, X.; Vara, M.; Chi, M.; Liu, J.; Choi, S.-I.; Park, J.; Herron, J. A.; Xie, Z.; Mavrikakis, M.; Xia, Y. Science 2015, 349, 412-416 10.1126/science.aab0801
9. Wu, J.; Yang, H. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1848-1857 10.1021/ar300359w
10. Porter, N. S.; Wu, H.; Quan, Z.; Fang, J. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1867-1877 10.1021/ar3002238
11. You, H.; Yang, S.; Ding, B.; Yang, H. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2880-2904 10.1039/C2CS35319A
12. Wang, D.; Li, Y. Adv. Mater. 2011, 23, 1044-1060 10.1002/adma.201003695
13. Bing, Y.; Liu, H.; Zhang, L.; Ghosh, D.; Zhang, J. J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2184-2202 10.1039/b912552c
14. Zhang, L.; Iyyamperumal, R.; Yancey, D. F.; Crooks, R. M.; Henkelman, G. ACS Nano 2013, 7, 9168-9172 10.1021/nn403788a
15. 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 10.1149/1.2050347
16. Tang, L.; Han, B.; Persson, K.; Friesen, C.; He, T.; Sieradzki, K.; Ceder, G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 596-600 10.1021/ja9071496
17. Kim, J.; Lee, Y.; Sun, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4996-4997 10.1021/ja1009629
18. Wang, D.; Xin, H. L.; Hovden, R.; Wang, H.; Yu, Y.; Muller, D. A.; Disalvo, F. J.; Abruña, H. D. Nat. Mater. 2013, 12, 81-87 10.1038/nmat3458
19. Kang, Y.; Pyo, J. B.; Ye, X.; Gordon, T. R.; Murray, C. B. ACS Nano 2012, 6, 5642-5647 10.1021/nn301583g
20. Li, Q.; Wu, L.; Wu, G.; Su, D.; Lv, H.; Zhang, S.; Zhu, W.; Casimir, A.; Zhu, H.; Mendoza-Garcia, A.; Sun, S. Nano Lett. 2015, 15, 2468-2473 10.1021/acs.nanolett.5b00320
21. Ghosh, T.; Vukmirovic, M. B.; DiSalvo, F. J.; Adzic, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 906-907 10.1021/ja905850c
22. 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.; Abruña, H. D. Nano Lett. 2012, 12, 5230-5238 10.1021/nl302404g
23. Wang, G.; Huang, B.; Xiao, L.; Ren, Z.; Chen, H.; Wang, D.; Abruña, H. D.; Lu, J.; Zhuang, L. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9643-9649 10.1021/ja503315s
24. Rong, C. B.; Li, D.; Nandwana, V.; Poudyal, N.; Ding, Y.; Wang, Z. L.; Zeng, H.; Liu, J. P. Adv. Mater. 2006, 18, 2984-2988 10.1002/adma.200601904
25. Lee, D. C.; Mikulec, F. V.; Pelaez, J. M.; Koo, B.; Korgel, B. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 11160-11166 10.1021/jp060974z
26. Chen, H.; Wang, D.; Yu, Y.; Newton, K. A.; Muller, D. A.; Abruña, H.; Disalvo, F. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18453-18459 10.1021/ja308674b
27. Holby, E. F.; Sheng, W.; Shao-Horn, Y.; Morgan, D. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 865-871 10.1039/b821622n
28. Guo, L.; Jiang, W. J.; Zhang, Y.; Hu, J. S.; Wei, Z. D.; Wan, L. J. ACS Catal. 2015, 5, 2903-2909 10.1021/acscatal.5b00117
29. Cheng, N.; Banis, M. N.; Liu, J.; Riese, A.; Li, X.; Li, R.; Ye, S.; Knights, S.; Sun, X. Adv. Mater. 2015, 27, 277-281 10.1002/adma.201404314
30. Baldizzone, C.; Mezzavilla, S.; Carvalho, H. W. P.; Meier, J. C.; Schuppert, A. K.; Heggen, M.; Galeano, C.; Grunwaldt, J. D.; Schüth, F.; Mayrhofer, K. J. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 14250-14254 10.1002/anie.201406812
31. Galeano, C.; Meier, J. C.; Peinecke, V.; Bongard, H.; Katsounaros, I.; Topalov, A. A.; Lu, A.; Mayrhofer, K. J. J.; Schüth, F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20457-20465 10.1021/ja308570c
32. Pylypenko, S.; Borisevich, A.; More, K. L.; Corpuz, A. R.; Holme, T.; Dameron, A. A.; Olson, T. S.; Dinh, H. N.; Gennett, T.; O'Hayre, R. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2957-2964 10.1039/c3ee40189h
33. Zhang, S.; Zhang, X.; Jiang, G.; Zhu, H.; Guo, S.; Su, D.; Lu, G.; Sun, S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7734-7739 10.1021/ja5030172
34. Liu, R.; Mahurin, S. M.; Li, C.; Unocic, R. R.; Idrobo, J. C.; Gao, H.; Pennycook, S. J.; Dai, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 6799-6802 10.1002/anie.201102070
35. Lee, H.; Dellatore, S. M.; Miller, W. M.; Messersmith, P. B. Science 2007, 318, 426-430 10.1126/science.1147241
36. Stamenkovic, V. R.; Fowler, B.; Mun, B. S.; Wang, G.; Ross, P. N.; Lucas, C. A.; Markovic, N. M. Science 2007, 315, 493-497 10.1126/science.1135941
37. Hwang, S. J.; Kim, S. K.; Lee, J. G.; Lee, S. C.; Jang, J. H.; Kim, P.; Lim, T. H.; Sung, Y. E.; Yoo, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19508-19511 10.1021/ja307951y
38. Kim, Y. S.; Jeon, S. H.; Bostwick, A.; Rotenberg, E.; Ross, P. N.; Stamenkovic, V. R.; Markovic, N. M.; Noh, T. W.; Han, S.; Mun, B. S. Adv. Energy Mater. 2013, 3, 1257-1261 10.1002/aenm.201300166
39. Strasser, P.; Koh, S.; Anniyev, T.; Greeley, J.; More, K.; Yu, C.; Liu, Z.; Kaya, S.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Toney, M. F.; Nilsson, A. Nat. Chem. 2010, 2, 454-460 10.1038/nchem.623
40. Min, M. K.; Cho, J.; Cho, K.; Kim, H. Electrochim. Acta 2000, 45, 4211-4217 10.1016/S0013-4686(00)00553-3
41. Wu, G.; More, K. L.; Johnston, C. M.; Zelenay, P. Science 2011, 332, 443-447 10.1126/science.1200832
42. Chung, H. T.; Won, J. H.; Zelenay, P. Nat. Commun. 2013, 4, 1922-1925 10.1038/ncomms2944
43. Genorio, B.; Strmcnik, D.; Subbaraman, R.; Tripkovic, D.; Karapetrov, G.; Stamenkovic, V. R.; Pejovnik, S.; Marković, N. M. Nat. Mater. 2010, 9, 998-1003 10.1038/nmat2883
44. Genorio, B.; Subbaraman, R.; Strmcnik, D.; Tripkovic, D.; Stamenkovic, V. R.; Markovic, N. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 5468-5472 10.1002/anie.201100744
45. Debe, M. K. Nature 2012, 486, 43-51 10.1038/nature11115
46. Zhang, J.; Sasaki, K.; Sutter, E.; Adzic, R. R. Science 2007, 315, 220-222 10.1126/science.1134569
47. Friebel, D.; Miller, D. J.; Nordlund, D.; Ogasawara, H.; Nilsson, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10190-10192 10.1002/anie.201101620
48. Stamenkovic, V. R.; Mun, B. S.; Arenz, M.; Mayrhofer, K. J. J.; Lucas, C. A.; Wang, G.; Ross, P. N.; Markovic, N. M. Nat. Mater. 2007, 6, 241-247 10.1038/nmat1840
49. Wei, G. F.; Liu, Z. P. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 1268-1272 10.1039/c0ee00762e
50. Li, D.; Wang, C.; Tripkovic, D.; Sun, S.; Markovic, N. M.; Stamenkovic, V. R. ACS Catal. 2012, 2, 1358-1362 10.1021/cs300219j