Structural basis for differing electrocatalytic water oxidation by the cubic, layered and spinel forms of lithium cobalt oxides

Energy and Environmental Science

Volumn 9, Issue 1, 2016, Pages 184-192

  Gardner, Graeme ^a   Al Sharab, Jafar ^b   Danilovic, Nemanja ^c   Go, Yong Bok ^a   Ayers, Katherine ^c   Greenblatt, Martha ^a   Charles Dismukes, G ^a,d  

^a RUTGERS UNIVERSITY   (United States)

^b NORTHWESTERN STATE UNIVERSITY   (United States)

^c Proton OnSite ^*  (United States)

^d RUTGERS UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALKALINITY; BENCHMARKING; CATALYSIS; CATALYSTS; COBALT; ELECTRIC BATTERIES; ELECTROLYTES; ELECTROLYTIC CELLS; HIGH RESOLUTION TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; HOLE MOBILITY; LITHIUM; LITHIUM ALLOYS; OXIDATION; SLOPE STABILITY; SOLID ELECTROLYTES; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY;

CONTINUOUS OPERATION; ELECTROCATALYTIC ACTIVITY; LITHIUM COBALT OXIDES; LITHIUM-ION BATTERY CATHODES; MEMBRANE-BASED SYSTEM; PLATINUM GROUP METALS; STRUCTURAL REORGANIZATION; STRUCTURAL REQUIREMENTS;

LITHIUM-ION BATTERIES;

CATALYST; COBALT; ELECTROLYTE; LITHIUM; NANOPARTICLE; OXIDATION; OXIDE; SPINEL;

EID: 84953425952     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5ee02195b     Document Type: Review

References (71)

1. J. Turner Science 1999 285 687 689
2. N. S. Lewis D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 15729 15735
3. M. Ball and M. Wietschel, The Hydrogen Economy: Oppurtunities and Challenges, Cambridge University Press, New York, NY USA, 2010
4. U. S. D. D. R. a. I. f. V. e. a. E. sustainability, ed. DOE, 2013
5. D. o. Energy, 2008, Advanced Alkaline Electrolysis, pp. 110-112
6. Y. Matsumoto E. Sato Mater. Chem. Phys. 1986 14 397 436
7. C. C. L. McCrory S. Jung J. C. Peters T. F. Jaramillo J. Am. Chem. Soc. 2013 135 16977 16987
8. J. O. Bockris T. Otagawa J. Phys. Chem. 1983 87 2960 2971
9. B. S. Brunschwig M. H. Chou C. Creutz P. Ghosh N. Sutin J. Am. Chem. Soc. 1983 105 4832 4833
10. P. Rasiyah A. C. C. Tseung J. Electrochem. Soc. 1983 130 365 368
11. J. O. M. Bockris T. Otagawa J. Electrochem. Soc. 1984 131 290 302
12. P. Rasiyah A. C. S. Tseung J. Electrochem. Soc. 1984 131 803 808
13. D. Seley K. Ayers B. A. Parkinson ACS Comb. Sci. 2013 15 82 89
14. Ø. Ulleberg Int. J. Hydrogen Energy 2003 28 21 33
15. J. O. Jensen, V. Bandur, N. J. Bjerrum, S. H. Jensen, S. Ebbesen, M. Mogensen, N. Tophøj, L. Yde, K. L. Technical Univ. of Denmark and R. N. L. f. S. E. Technical Univ. of Denmark, Pre-investigation of Water Electrolysis, 2008
16. L. Trotochaud J. K. Ranney K. N. Williams S. W. Boettcher J. Am. Chem. Soc. 2012 134 17253 17261
17. R. D. L. Smith M. S. Prevot R. D. Fagan Z. Zhang P. A. Sedach M. K. J. Siu S. Trudel C. P. Berlinguette Science 2013 340 60 63
18. S. E. S. E. Wakkad A. Hickling Trans. Faraday Soc. 1950 46 820 824
19. M. W. Kanan D. G. Nocera Science 2008 321 1072 1075
20. M. E. G. Lyons M. P. Brandon Int. J. Electrochem. Sci. 2008 3 1425 1462
21. M. E. G. Lyons M. P. Brandon Int. J. Electrochem. Sci. 2008 3 1386 1424
22. M. E. G. Lyons M. P. Brandon Int. J. Electrochem. Sci. 2008 3 1463 1503
23. M. E. G. Lyons M. P. Brandon Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 2203 2217
24. M. Risch A. Grimaud K. J. May K. A. Stoerzinger T. J. Chen A. N. Mansour Y. Shao-Horn J. Phys. Chem. C 2013 117 8628 8635
25. J. B. Gerken J. G. McAlpin J. Y. C. Chen M. L. Rigsby W. H. Casey R. D. Britt S. S. Stahl J. Am. Chem. Soc. 2011 133 14431 14442
26. M. Risch V. Khare I. Zaharieva L. Gerencser P. Chernev H. Dau J. Am. Chem. Soc. 2009 131 6936 6937
27. M. W. Kanan J. Yano Y. Surendranath M. Dinca V. K. Yachandra D. G. Nocera J. Am. Chem. Soc. 2010 132 13692 13701
28. A. Harriman I. J. Pickering J. M. Thomas P. A. Christensen J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988 84 2795 2806
29. A. J. Esswein M. J. McMurdo P. N. Ross A. T. Bell T. D. Tilley J. Phys. Chem. C 2009 113 15068 15072
30. B. Cui H. Lin J. B. Li X. Li J. Yang J. Tao Adv. Funct. Mater. 2008 18 1440 1447
31. G. P. Gardner Y. B. Go D. M. Robinson P. F. Smith J. Hadermann A. Abakumov M. Greenblatt G. C. Dismukes Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 1616 1619
32. A. Grimaud K. J. May C. E. Carlton Y.-L. Lee M. Risch W. T. Hong J. Zhou Y. Shao-Horn Nat. Commun. 2013 3 2439
33. B. M. Hunter J. D. Blakemore M. Deimund H. B. Gray J. R. Winkler A. M. Muller J. Am. Chem. Soc. 2014 136 13118 13121
34. F. Song X. Hu Nat. Commun. 2014 5 4477
35. M. Gong H. Dai Nano Res. 2015 8 23 39
36. S. W. Lee C. Carlton M. Risch Y. Surendranath S. Chen S. Furutsuki A. Yamada D. G. Nocera Y. Shao-Horn J. Am. Chem. Soc. 2012 134 16959 16962
37. Z. Lu H. Wang D. Kong K. Yan P.-C. Hsu G. Zheng H. Yao Z. Liang X. Sun Y. Cui Nat. Commun. 2014 5 4345
38. T. Maiyalagan K. A. Jarvis S. Therese P. J. Ferreira A. Manthiram Nat. Commun. 2014 5 3949
39. N. Colligan V. Augustyn A. Manthiram J. Phys. Chem. C 2015 150126162959004
40. H. Liu Y. Zhou R. Moré R. Müller T. Fox G. R. Patzke ACS Catal. 2015 3791 3800
41. H. Gabrisch R. Yazami B. Fultz J. Power Sources 2003 119-121 674 679
42. H. Gabrisch R. Yazami B. Fultz J. Electrochem. Soc. 2004 151 A891 A897
43. S. Hwang W. Chang S. M. Kim D. Su D. H. Kim J. Y. Lee K. Y. Chung E. A. Stach Chem. Mater. 2014 26 1084 1092
44. N. Pereira J. F. Al-Sharab F. Cosandey F. Badway G. G. Amatucci J. Electrochem. Soc. 2008 155 A831 A838
45. C. Wolverton A. Zunger J. Electrochem. Soc. 1998 145 2424 2431
46. S. Vivekanandhan M. Venkateswarlu N. Satyanarayana J. Alloys Compd. 2007 441 284 290
47. J. Suntivich H. A. Gasteiger N. Yabuuchi Y. Shao-Horn J. Electrochem. Soc. 2010 157 B1263 B1268
48. A. B. Laursen K. R. Patraju M. J. Whitaker M. Retuerto T. Sarkar N. Yao K. V. Ramanujachary M. Greenblatt G. C. Dismukes Energy Environ. Sci. 2015 8 1027 1034
49. Y.-I. Jang B. Huang H. Wang D. R. Sadoway G. Ceder Y.-M. Chiang H. Liu H. Tamura J. Electrochem. Soc. 1999 146 862 868
50. Y. Lee J. Suntivich K. J. May E. E. Perry Y. Shao-Horn J. Phys. Chem. Lett. 2012 3 399 404
51. N. Pereira C. Matthias K. Bell F. Badway I. Plitz J. Al-Sharab F. Cosandey P. Shah N. Isaacs G. G. Amatucci J. Electrochem. Soc. 2005 152 A114 A125
52. G. G. Amatucci J. M. Tarascon L. C. Klein J. Electrochem. Soc. 1996 143 1114 1123
53. E. Antolini Solid State Ionics 2004 170 159 171
54. J. C. Dupin D. Gonbeau H. Benqlilou-Moudden Thin Solid Films 2001 384 23 32
55. R. J. Gummow D. C. Liles M. M. Thackeray Mater. Res. Bull. 1993 28 235 246
56. M. S. Whittingham Chem. Rev. 2004 104 4271 4301
57. Y. Shao-Horn S. A. Hackney C. S. Johnson A. J. Kahaian M. M. Thackeray J. Solid State Chem. 1998 140 116 127
58. Y. Shao-Horn S. A. Hackney A. J. Kahaian M. M. Thackeray J. Solid State Chem. 2002 168 60 68
59. S. Choi A. Manthiram J. Solid State Chem. 2002 164 332 338
60. Y. Ozawa R. Yazami B. Fultz Electrochem. Solid-State Lett. 2004 8 A38 A41
61. A. V. d. Ven G. Ceder Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999 59 742 749
62. D. Ensling G. Cherkashinin S. Schmid S. Bhuvaneswari A. Thissen W. Jaegermann Chem. Mater. 2014 26 3948 3956
63. P. F. Smith C. Kaplan J. E. Sheats D. M. Robinson N. S. McCool N. Mezle G. C. Dismukes Inorg. Chem. 2014 53 2113 2121
64. J. G. McAlpin T. A. Stich C. A. Ohlin Y. Surendranath D. G. Nocera W. H. Casey R. D. Britt J. Am. Chem. Soc. 2011 133 15444 15452
65. G. La Ganga F. Puntoriero S. Campagna I. Bazzan S. Berardi M. Bonchio A. Sartorel M. Natali F. Scandola Faraday Discuss. 2012 155 177 190
66. R. Brimblecombe G. F. Swiegers G. C. Dismukes S. Spiccia Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 7335 7338
67. M. Yagi K. V. Wolf P. J. Baesjou S. L. Bernasek G. C. Dismukes Angew. Chem., Int. Ed. 2001 40 2925 2928
68. W. Ruettinger M. Yagi K. Wolf S. Bernasek G. C. Dismukes J. Am. Chem. Soc. 2000 122 10353 10357
69. D. M. Robinson Y. B. Go M. Mui G. Gardner Z. Zhang D. Mastrogiovanni E. Garfunkel J. Li M. Greenblatt G. C. Dismukes J. Am. Chem. Soc. 2013 135 3494 3501
70. D. M. Robinson Y. B. Go M. Greenblatt G. C. Dismukes J. Am. Chem. Soc. 2010 132 11467
71. G. C. Dismukes R. Brimblecombe G. A. N. Felton J. R. S. Pryadun E. Sheats L. Spiccia G. F. Swiegers Acc. Chem. Res. 2009 42 1935 1943