Facile Synthesis of Surfactant-Free Au Cluster/Graphene Hybrids for High-Performance Oxygen Reduction Reaction
Source abstract
Abstract
Non-Pt noble metal clusters like Au clusters are believed to be promising high performance catalysts for the oxygen reduction reaction (ORR) at the cathode of fuel cells, but they still suffer big problems during the catalysis reactions, such as a large amount of the capping agents being on the surface and easy occurrence of dissolution and aggregation. To overcome these obstacles, here, we present a novel and general strategy to grow ultrafine Au clusters and other metal (Pt, Pd) clusters on the reduced graphene oxide (rGO) sheets without any additional protecting molecule or reductant. Compared with the currently generally adopted nanocatalysts, including commercial Pt/C, rGO sheets, Au nanoparticle/rGO hybrids, and thiol-capped Au clusters of the same sizes, the as-synthesized Au cluster/rGO hybrids display an impressive eletrocatalytic performance toward ORR, for instance, high onset potential, superior methanol tolerance, and excellent stability.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Electrocatalysts for Energy Conversion · Catalytic Processes in Materials Science · Advanced Memory and Neural Computing
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Laboratory of Nanomaterials, National Center for Nanoscience and Technology, Beijing, 100190, People's Republic of China
State Key Laboratory of Multi-phase Complex Systems, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100190, People's Republic of China
References (63)
Show source-provided references
1. Winter M. · Chem. Rev. · 2004 · 104 · 424510.1021/cr020730k ↗
2. Gasteiger H. A. · Appl. Catal. B: Environ. · 2005 · 56 · 910.1016/j.apcatb.2004.06.021 ↗
3. Gewirth A. A. · Inorg. Chem. · 2010 · 49 · 355710.1021/ic9022486 ↗
4. Debe M. K. · Nature · 2012 · 486 · 4310.1038/nature11115 ↗
5. Gong K. · Science · 2009 · 323 · 76010.1126/science.1168049 ↗
6. Wu G. · Science · 2011 · 332 · 44310.1126/science.1200832 ↗
7. Suntivich J. · Nat. Chem. · 2011 · 3 · 54610.1038/nchem.1069 ↗
8. Liang Y. · Nat. Mater. · 2011 · 10 · 78010.1038/nmat3087 ↗
9. Thorseth M. A. · Coord. Chem. Rev. · 2012
10. Nøskov J. K. · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 1788610.1021/jp047349j ↗
11. Chen W. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2009 · 48 · 438610.1002/anie.200901185 ↗
12. Jeyabharathi C. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2010 · 292510.1002/anie.200905614 ↗
13. Schmid G. · Adv. Mater. · 1998 · 10 · 51510.1002/(SICI)1521-4095(199805)10:7<515::AID-ADMA515>3.0.CO;2-Y ↗
14. Häkkinen H. · Chem. Soc. Rev. · 2008 · 37 · 184710.1039/b717686b ↗
15. Lu Y. · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 359410.1039/c2cs15325d ↗
16. Greeley J. · Z. Phys. Chem. · 2007 · 221 · 120910.1524/zpch.2007.221.9-10.1209 ↗
17. Lee Y. · Chem. Mater. · 2010 · 22 · 75510.1021/cm9013046 ↗
18. Li D. · ACS Catal. · 2012 · 2 · 135810.1021/cs300219j ↗
19. Wang Y. J. · Chem. Rev. · 2011 · 111 · 762510.1021/cr100060r ↗
20. Geim A. K. · Nat. Mater. · 2007 · 6 · 18310.1038/nmat1849 ↗
21. Park S. · Nat. Nanotechnol. · 2009 · 4 · 21710.1038/nnano.2009.58 ↗
22. Allen M. J. · Chem. Rev. · 2010 · 110 · 13210.1021/cr900070d ↗
23. Kamat P. V. · J. Phys. Chem. Lett. · 2010 · 1 · 52010.1021/jz900265j ↗
24. Wu D. · Chem.—Eur. J. · 2011 · 17 · 1080410.1002/chem.201101333 ↗
25. Son D. I. · Nat. Nanotechnol. · 2012 · 7 · 46510.1038/nnano.2012.71 ↗
26. Xu W.-P. · J. Mater. Chem. · 2011 · 21 · 459310.1039/c0jm03376f ↗
27. Cong H.-P. · ACS Nano · 2012 · 6 · 269310.1021/nn300082k ↗
28. Zhou M. · J. Phys. Chem. C · 2010 · 114 · 1654110.1021/jp105368j ↗
29. Lim D.-H. · J. Phys. Chem. C · 2011 · 115 · 2274210.1021/jp205244m ↗
30. Lim D.-H. · J. Phys. Chem. C · 2012 · 116 · 365310.1021/jp210796e ↗
31. Li D. · Nat. Nanotechnol. · 2008 · 3 · 10110.1038/nnano.2007.451 ↗
32. Subrahmanyam K. S. · Chem. Phys. Lett. · 2010 · 497 · 7010.1016/j.cplett.2010.07.091 ↗
33. Wertheim G. M. · Phys. Rev. Lett. · 1983 · 51 · 231010.1103/PhysRevLett.51.2310 ↗
34. Turner M. · Nature · 2008 · 454 · 98110.1038/nature07194 ↗
35. Chen X. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 369310.1021/ja110313d ↗
36. Koo H. Y. · J. Mater. Chem. · 2012 · 22 · 713010.1039/c2jm16195h ↗
37. Stankovich S. · Carbon · 2007 · 45 · 155810.1016/j.carbon.2007.02.034 ↗
38. Gómez-Navarro C. · Nano Lett. · 2010 · 10 · 114410.1021/nl9031617 ↗
39. Quintana M. · ACS Nano · 2010 · 4 · 352710.1021/nn100883p ↗
40. Jia Y. F. · Langmuir · 2002 · 18 · 47010.1021/la011161z ↗
41. Wagner A. J. · Appl. Surf. Sci. · 2003 · 219 · 31710.1016/S0169-4332(03)00705-0 ↗
42. Wu J.-B. · Inorg. Chem. · 2003 · 42 · 451610.1021/ic034261w ↗
43. Ji X. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 1393910.1021/ja074447k ↗
44. Huo Z. · Nano Lett. · 2008 · 8 · 204110.1021/nl8013549 ↗
45. Choi H. C. · J. Am. Chem. Soc. · 2002 · 124 · 905810.1021/ja026824t ↗
46. Gentry S. T. · Langmuir · 2009 · 25 · 261310.1021/la803680h ↗
47. Yang J. · Langmuir · 2011 · 27 · 504710.1021/la200013z ↗
48. Bard A. J. · 2001
49. Erikson H. · Electrochim. Acta · 2009 · 54 · 748310.1016/j.electacta.2009.08.001 ↗
50. Jirkovský J. S. · Phys. Chem. Chem. Phys. · 2010 · 12 · 804210.1039/c002416c ↗
51. Hu Y. · Electrochim. Acta · 2010 · 56 · 49110.1016/j.electacta.2010.09.021 ↗
52. Tang W. · J. Phys. Chem. C · 2008 · 112 · 1051510.1021/jp710929n ↗
53. Pal R. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 943810.1021/ja302902p ↗
54. Chen W. · J. Power Sources · 2010 · 195 · 41210.1016/j.jpowsour.2009.07.050 ↗
55. Slanac D. A. · J. Phys. Chem. C · 2012 · 116 · 1103210.1021/jp3012816 ↗
56. Slanac D. A. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 981210.1021/ja303580b ↗
57. Hummers W. S. · J. Am. Chem. Soc. · 1958 · 70 · 133910.1021/ja01539a017 ↗
58. Titelman G. I. · Carbon · 2005 · 43 · 64110.1016/j.carbon.2004.10.035 ↗
59. Qu L. T. · ACS Nano · 2010 · 4 · 132110.1021/nn901850u ↗
60. Li Y. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 1510.1021/ja206030c ↗
61. Liang Y. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 351710.1021/ja210924t ↗
62. Shao Y. · J. Power Sources · 2008 · 185 · 28010.1016/j.jpowsour.2008.07.008 ↗
63. Shao Y. · J. Power Sources · 2010 · 195 · 460010.1016/j.jpowsour.2010.02.044 ↗