Low-Temperature Chemical Vapor Deposition Synthesis of Pt–Co Alloyed Nanoparticles with Enhanced Oxygen Reduction Reaction Catalysis

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 33, 2016, Pages 7115-7122

  Choi, Dong Sung ^a   Robertson, Alex W ^b   Warner, Jamie H ^b   Kim, Sang Ouk ^a   Kim, Heeyeon ^c  

^a Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)   (South Korea)

^b UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

^c Korea Institute of Energy Research (KIER)   (South Korea)

Author keywords

alloys; catalysts; CVD; oxygen reduction reaction; platinum

Indexed keywords

ALLOYING; CARBON; CATALYSTS; COBALT ALLOYS; ELECTROLYTIC REDUCTION; NANOCATALYSTS; NANOPARTICLES; OXYGEN; OXYGEN REDUCTION REACTION; PLATINUM; SYNTHESIS (CHEMICAL); TEMPERATURE;

BIMETALLIC NANOPARTICLES; CARBON-SUPPORTED PT; CYCLOPENTADIENES; LONG TERM STABILITY; LOW TEMPERATURE CHEMICAL VAPOR DEPOSITION; SPECIFIC ACTIVITY; SURFACE CHARACTERIZATION; SYNTHETIC PROCESS;

CHEMICAL VAPOR DEPOSITION;

EID: 84984914457     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201600469     Document Type: Article

References (86)

1. a B. C. Steele, A. Heinzel, Nature 2001, 414, 345;
2. b H. A. Gasteiger, S. S. Kocha, B. Sompalli, F. T. Wagner, Appl. Catal. B 2005, 56, 9;
3. c Y. Bing, H. Liu, L. Zhang, D. Ghosh, J. Zhang, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2184;
4. d G. Wu, K. L. More, C. M. Johnston, P. Zelenay, Science 2011, 332, 443;
5. e M. K. Debe, Nature 2012, 486, 43.
6. a K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, L. Dai, Science 2009, 323, 760;
7. b Y. Tang, B. L. Allen, D. R. Kauffman, A. Star, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13200;
8. c R. Liu, D. Wu, X. Feng, K. Müllen, Angew. Chem. 2010, 122, 2619;
9. d D. Geng, Y. Chen, Y. Chen, Y. Li, R. Li, X. Sun, S. Ye, S. Knights, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 760;
10. e L. Yang, S. Jiang, Y. Zhao, L. Zhu, S. Chen, X. Wang, Q. Wu, J. Ma, Y. Ma, Z. Hu, Angew. Chem. 2011, 123, 7270;
11. f C. H. Choi, S. H. Park, S. I. Woo, ACS Nano 2012, 6, 7084;
12. g Y. Li, W. Zhou, H. Wang, L. Xie, Y. Liang, F. Wei, J.-C. Idrobo, S. J. Pennycook, H. Dai, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 394;
13. h K. E. Lee, J. E. Kim, U. N. Maiti, J. Lim, J. O. Hwang, J. Shim, J. J. Oh, T. Yun, S. O. Kim, ACS Nano 2014, 8, 9073;
14. i W. J. Lee, U. N. Maiti, J. M. Lee, J. Lim, T. H. Han, S. O. Kim, Chem. Commun. 2014, 50, 6818;
15. j U. N. Maiti, W. J. Lee, J. M. Lee, Y. Oh, J. Y. Kim, J. E. Kim, J. Shim, T. H. Han, S. O. Kim, Adv. Mater. 2014, 26, 40.
16. a B. Wang, J. Power Sources 2005, 152, 1;
17. b J.-H. Kim, A. Ishihara, S. Mitsushima, N. Kamiya, K.-I. Ota, Electrochim. Acta 2007, 52, 2492;
18. c M. Lefèvre, E. Proietti, F. Jaouen, J.-P. Dodelet, Science 2009, 324, 71;
19. d D. H. Lee, W. J. Lee, W. J. Lee, S. O. Kim, Y.-H. Kim, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 175502;
20. e Z.-S. Wu, S. Yang, Y. Sun, K. Parvez, X. Feng, K. Müllen, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9082.
21. a M.-k. Min, J. Cho, K. Cho, H. Kim, Electrochim. Acta 2000, 45, 4211;
22. b M. Nesselberger, S. Ashton, J. C. Meier, I. Katsounaros, K. J. Mayrhofer, M. Arenz, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17428;
23. c M. Shao, A. Peles, K. Shoemaker, Nano Lett. 2011, 11, 3714.
24. a M. Sanjeev, S. Supramaniam, J. Electroanal. Chem. 1993, 357, 201;
25. b T. Toda, H. Igarashi, H. Uchida, M. Watanabe, J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 3750;
26. c E. Antolini, R. R. Passos, E. A. Ticianelli, Electrochim. Acta 2002, 48, 263;
27. d L. Xiong, A. Kannan, A. Manthiram, Electrochem. Commun. 2002, 4, 898;
28. e V. R. Stamenkovic, B. Fowler, B. S. Mun, G. Wang, P. N. Ross, C. A. Lucas, N. M. Marković, Science 2007, 315, 493;
29. f J. Greeley, I. Stephens, A. Bondarenko, T. P. Johansson, H. A. Hansen, T. Jaramillo, J. Rossmeisl, I. Chorkendorff, J. K. Nørskov, Nat. Chem. 2009, 1, 552;
30. g J. Zhang, H. Yang, J. Fang, S. Zou, Nano Lett. 2010, 10, 638;
31. h S.-I. Choi, S. Xie, M. Shao, J. H. Odell, N. Lu, H.-C. Peng, L. Protsailo, S. Guerrero, J. Park, X. Xia, Nano Lett. 2013, 13, 3420;
32. i 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;
33. j Y.-J. Wang, N. Zhao, B. Fang, H. Li, X. T. Bi, H. Wang, Chem. Rev. 2015, 115, 3433.
34. a V. Stamenkovic, B. S. Mun, K. J. Mayrhofer, P. N. Ross, N. M. Markovic, J. Rossmeisl, J. Greeley, J. K. Nørskov, Angew. Chem. 2006, 118, 2963;
35. b V. R. Stamenkovic, B. S. Mun, K. J. Mayrhofer, P. N. Ross, N. M. Markovic, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8813;
36. c S. Jiang, Y. Ma, G. Jian, H. Tao, X. Wang, Y. Fan, Y. Lu, Z. Hu, Y. Chen, Adv. Mater. 2009, 21, 4953;
37. d S. Guo, S. Zhang, S. Sun, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 8526;
38. e N. Jung, S. Bhattacharjee, S. Gautam, H.-Y. Park, J. Ryu, Y.-H. Chung, S.-Y. Lee, I. Jang, J. H. Jang, S. H. Park, NPG Asia Mater. 2016, 8, e237;
39. f Y. Kim, Y. Kwon, J. W. Hong, B.-S. Choi, Y. Park, M. Kim, S. W. Han, CrystEngComm 2016, 18, 2356.
40. a V. Stamenkovic, T. Schmidt, P. Ross, N. Markovic, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11970;
41. b 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;
42. c C. Wang, N. M. Markovic, V. R. Stamenkovic, ACS Catal. 2012, 2, 891;
43. d B. Y. Xia, H. B. Wu, N. Li, Y. Yan, X. W. D. Lou, X. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 3797.
44. a C. Perego, P. Villa, Catal. Today 1997, 34, 281;
45. b S. L. Knupp, W. Li, O. Paschos, T. M. Murray, J. Snyder, P. Haldar, Carbon 2008, 46, 1276;
46. c R. Loukrakpam, J. Luo, T. He, Y. Chen, Z. Xu, P. N. Njoki, B. N. Wanjala, B. Fang, D. Mott, J. Yin, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 1682;
47. d J. Wu, H. Yang, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1848.
48. a W. H. Lizcano-Valbuena, D. C. de Azevedo, E. R. Gonzalez, Electrochim. Acta 2004, 49, 1289;
49. b A. Seo, J. Lee, K. Han, H. Kim, Electrochim. Acta 2006, 52, 1603;
50. c V. Baglio, A. Stassi, A. Di Blasi, C. D'Urso, V. Antonucci, A. Aricò, Electrochim. Acta 2007, 53, 1360.
51. a F. Jaouen, F. Charreteur, J. Dodelet, J. Electrochem. Soc. 2006, 153, A689;
52. b K. D. Beard, J. Van Zee, J. R. Monnier, Appl. Catal. B 2009, 88, 185;
53. c Q. Zhu, S. Zhou, X. Wang, S. Dai, J. Power Sources 2009, 193, 495;
54. d F. Su, C. K. Poh, Z. Tian, G. Xu, G. Koh, Z. Wang, Z. Liu, J. Lin, Energy Fuels 2010, 24, 3727.
55. a W. Li, W. Zhou, H. Li, Z. Zhou, B. Zhou, G. Sun, Q. Xin, Electrochim. Acta 2004, 49, 1045;
56. b Z. Liu, J. Y. Lee, W. Chen, M. Han, L. M. Gan, Langmuir 2004, 20, 181;
57. c H. Tang, J. Chen, Z. Huang, D. Wang, Z. Ren, L. Nie, Y. Kuang, S. Yao, Carbon 2004, 42, 191;
58. d E. Lebègue, S. Baranton, C. Coutanceau, J. Power Sources 2011, 196, 920.
59. a T. M. Day, P. R. Unwin, N. R. Wilson, J. V. Macpherson, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10639;
60. b Y. G. Guo, J. S. Hu, H. M. Zhang, H. P. Liang, L. J. Wan, C. L. Bai, Adv. Mater. 2005, 17, 746;
61. c F. Liu, J. Y. Lee, W. Zhou, Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 1459;
62. d U. H. Lee, J. H. Lee, D. Y. Jung, Y. U. Kwon, Adv. Mater. 2006, 18, 2825.
63. a T. Schmidt, M. Noeske, H. A. Gasteiger, R. Behm, P. Britz, W. Brijoux, H. Bönnemann, Langmuir 1997, 13, 2591;
64. b M. Götz, H. Wendt, Electrochim. Acta 1998, 43, 3637;
65. c Y.-N. Wu, S.-J. Liao, Z.-X. Liang, L.-J. Yang, R.-F. Wang, J. Power Sources 2009, 194, 805;
66. d S. Bong, Y.-R. Kim, I. Kim, S. Woo, S. Uhm, J. Lee, H. Kim, Electrochem. Commun. 2010, 12, 129.
67. a C.-L. Sun, L.-C. Chen, M.-C. Su, L.-S. Hong, O. Chyan, C.-Y. Hsu, K.-H. Chen, T.-F. Chang, L. Chang, Chem. Mater. 2005, 17, 3749;
68. b C.-H. Wang, H.-C. Shih, Y.-T. Tsai, H.-Y. Du, L.-C. Chen, K.-H. Chen, Electrochim. Acta 2006, 52, 1612;
69. c K. Jukk, J. Kozlova, P. Ritslaid, V. Sammelselg, N. Alexeyeva, K. Tammeveski, J. Electroanal. Chem. 2013, 708, 31.
70. a S. Mukerjee, S. Srinivasan, M. P. Soriaga, J. McBreen, J. Phys. Chem. 1995, 99, 4577;
71. b E. Antolini, Mater. Chem. Phys. 2003, 78, 563;
72. c H. Schulenburg, E. Muller, G. Khelashvili, T. Roser, H. Bonnemann, A. Wokaun, G. Scherer, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 4069.
73. a J. D. Wnuk, J. M. Gorham, S. G. Rosenberg, W. F. van Dorp, T. E. Madey, C. W. Hagen, D. H. Fairbrother, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2487;
74. b S. Engmann, M. Stano, Š. Matejcˇík, O. Ingólfsson, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 14611;
75. c R. M. Thorman, T. Ragesh Kumar, D. H. Fairbrother, O. Ingólfsson, Beilstein J. Nanotechnol. 2015, 6, 1904.
76. a H. Kim, S. H. Moon, Carbon 2011, 49, 1491;
77. b T. Shu, S.-J. Liao, C.-T. Hsieh, A. K. Roy, Y.-Y. Liu, D.-Y. Tzou, W.-Y. Chen, Electrochim. Acta 2012, 75, 101;
78. c A. M. Lubers, C. L. Muhich, K. M. Anderson, A. W. Weimer, J. Nanopart. Res. 2015, 17, 1.
79. Y. Zhao, J. Liu, Y. Zhao, F. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 19298.
80. M. Lucariello, N. Penazzi, E. Arca, G. Mulas, S. Enzo, Mater. Chem. Phys. 2009, 114, 227.
81. Y. Shen, M. Zhang, K. Xiao, J. Xi, ChemCatChem 2014, 6, 3254.
82. a B. S. Mun, M. Watanabe, M. Rossi, V. Stamenkovic, N. M. Markovic, P. N. Ross, J. Chem. Phys. 2005, 123, 204717;
83. b S. Hidai, M. Kobayashi, H. Niwa, Y. Harada, M. Oshima, Y. Nakamori, T. Aoki, J. Power Sources 2011, 196, 8340.
84. B. Patrick, H. C. Ham, Y. Shao-Horn, L. F. Allard, G. S. Hwang, P. J. Ferreira, Chem. Mater. 2013, 25, 530.
85. a K. Sasaki, H. Naohara, Y. Cai, Y. M. Choi, P. Liu, M. B. Vukmirovic, J. X. Wang, R. R. Adzic, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 8602;
86. b J.-L. Shui, J.-W. Zhang, J. C. Li, J. Mater. Chem. 2011, 21, 6225.