Recent advances in activity and durability enhancement of Pt/C catalytic cathode in PEMFC
Source abstract
Abstract
Carbon-supported platinum or platinum alloys are generally used as the cathodic electrocatalysts in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) to enhance the oxygen reduction reaction (ORR). Main challenges to be addressed in this area are the high electrochemical activity and high stability maintenance for low-Pt-loading catalysts toward the feasibility for fuel cell operation and the reduction of the system cost. The interaction of Pt with carbon support, as well as the interaction of Pt precursor with carbon during the supported catalyst formation, are considered to be beneficial to the improvement of catalytic activity and durability of the electrocatalysts. This paper provides a review of recent advances related to the physico-chemical and electronic interactions at the catalyst–support interface and the catalyst activity enhancement through improved Pt–C interaction, especially focusing on the surface modification of the carbon support to form proper functional groups and chemical links at the Pt/C interface.
Source: expertdata · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: Electrocatalysts for Energy Conversion · Fuel Cells and Related Materials · Advancements in Solid Oxide Fuel Cells
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (100+)
Show source-provided references
1. Costamagna · J. Power Sources · 2001 · 102 · 24210.1016/S0378-7753(01)00807-2 ↗
2. Costamagna · J. Power Sources · 2001 · 102 · 25310.1016/S0378-7753(01)00808-4 ↗
3. Sopian · Renew. Energy · 2006 · 31 · 71910.1016/j.renene.2005.09.003 ↗
4. Zhang · J. Power Sources · 2006 · 156 · 17110.1016/j.jpowsour.2005.05.069 ↗
5. Liu · J. Power Sources · 2006 · 155 · 9510.1016/j.jpowsour.2006.01.030 ↗
6. Wee · J. Power Sources · 2007 · 165 · 66710.1016/j.jpowsour.2006.12.051 ↗
7. Sato · Oyo Buturi · 2003 · 72 · 857
8. Gasteiger · Appl. Catal. B: Environ. · 2005 · 56 · 910.1016/j.apcatb.2004.06.021 ↗
9. Brandon · Annu. Rev. Mater. Res. · 2003 · 33 · 18310.1146/annurev.matsci.33.022802.094122 ↗
10. DOE FY 2002 & 2004 Annual Progress Reports.
11. Antolini · J. Mater. Sci. · 2003 · 38 · 299510.1023/A:1024771618027 ↗
12. Auer · Appl. Catal. A: Gen. · 1998 · 173 · 25910.1016/S0926-860X(98)00184-7 ↗
13. Litster · J. Power Sources · 2004 · 130 · 6110.1016/j.jpowsour.2003.12.055 ↗
14. Rodriguez-Reinoso · Carbon · 1998 · 36 · 15910.1016/S0008-6223(97)00173-5 ↗
15. Antolini · Mater. Chem. Phys. · 2003 · 78 · 56310.1016/S0254-0584(02)00389-9 ↗
16. Arico · Fuel Cells · 2001 · 2 · 13310.1002/1615-6854(200107)1:2<133::AID-FUCE133>3.0.CO;2-5 ↗
17. Takasu · Electrochim. Acta · 2003 · 48 · 386110.1016/S0013-4686(03)00521-8 ↗
18. Uchida · J. Electrochem. Soc. · 1998 · 145 · 370810.1149/1.1838863 ↗
19. Anderson · Nano Lett. · 2002 · 2 · 23510.1021/nl015707d ↗
20. Park · Int. J. Hydrogen Energy · 2003 · 28 · 64510.1016/S0360-3199(02)00140-4 ↗
21. Mastragostino · J. Electrochem. Soc. · 2004 · 151 · 191910.1149/1.1805751 ↗
22. Rao · J. Power Sources · 2005 · 145 · 17810.1016/j.jpowsour.2004.12.064 ↗
23. Wang · Carbon · 2005 · 44 · 13310.1016/j.carbon.2005.06.043 ↗
24. Liu · Langmuir · 2002 · 18 · 405410.1021/la0116903 ↗
25. Wang · Nano Lett. · 2004 · 4 · 34510.1021/nl034952p ↗
26. Matsumoto · Chem. Commun. · 2004 · 84010.1039/b400607k ↗
27. Tang · Carbon · 2004 · 42 · 19110.1016/j.carbon.2003.10.023 ↗
28. Li · Carbon · 2002 · 40 · 79110.1016/S0008-6223(02)00039-8 ↗
29. Li · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 629210.1021/jp022505c ↗
30. Li · Carbon · 2004 · 42 · 43610.1016/j.carbon.2003.10.033 ↗
31. Che · Langmuir · 1999 · 15 · 75010.1021/la980663i ↗
32. Rajesh · Fuel · 2002 · 81 · 217710.1016/S0016-2361(02)00162-X ↗
33. Rajesh · J. Phys. Chem. B · 2003 · 107 · 270110.1021/jp0219350 ↗
34. Girishkumar · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 1996010.1021/jp046872v ↗
35. Baughman · Science · 2002 · 297 · 78710.1126/science.1060928 ↗
36. Liu · Langmuir · 2004 · 20 · 18110.1021/la035204i ↗
37. He · Mater. Chem. Phys. · 2004 · 85 · 39610.1016/j.matchemphys.2004.01.030 ↗
38. Lin · J. Phys. Chem. B · 2004 · 109 · 1441010.1021/jp0514675 ↗
39. Louh · Trans. ASME · 2007 · 4 · 72
40. Han · Electrochim. Acta · 2004 · 50 · 79110.1016/j.electacta.2004.01.115 ↗
41. Sun · Chem. Phys. Lett. · 2004 · 394 · 26610.1016/j.cplett.2004.07.014 ↗
42. Sun · Int. J. Nanosci. · 2002 · 1 · 22310.1142/S0219581X02000309 ↗
43. Bessel · J. Phys. Chem. · 2001 · 105 · 111510.1021/jp003280d ↗
44. Steigerwalt · J. Phys. Chem. · 2001 · 105 · 809710.1021/jp011633i ↗
45. Steigerwalt · J. Phys. Chem. · 2002 · 106 · 76010.1021/jp012707t ↗
46. Heon · Angew. Chem. Int. Ed. · 2003 · 42 · 435210.1002/anie.200250856 ↗
47. Park · J. Phys. Chem. · 2004 · 108 · 93910.1021/jp0368031 ↗
48. Vinodgopal · Nano Lett. · 2004 · 4 · 41510.1021/nl035028y ↗
49. Chan · J. Mater. Chem. · 2004 · 14 · 50510.1039/b314224h ↗
50. Yu · J. Am. Chem. Soc. · 2002 · 124 · 938210.1021/ja0203972 ↗
51. Chai · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 707410.1021/jp0370472 ↗
52. Raghuveer · Electrochem. Solid-State Lett. · 2004 · 7 · 33610.1149/1.1792264 ↗
53. Raghuveer · J. Electrochem. Soc. · 2005 · 152 · 150410.1149/1.1940767 ↗
54. Chai · Chem. Commun. · 2004 · 276610.1039/b412747c ↗
55. Liu · J. Power Sources · 2002 · 111 · 16010.1016/S0378-7753(02)00298-7 ↗
56. Liu · Carbon · 2002 · 40 · 237510.1016/S0008-6223(02)00115-X ↗
57. Lee · J. Appl. Electrochem. · 2006 · 36 · 50710.1007/s10800-006-9120-4 ↗
58. Suzuki · Jpn. J. Appl. Phys. · 2005 · 44 · L61010.1143/JJAP.44.L610 ↗
59. Mukerjee · J. Appl. Electrochem. · 1990 · 20 · 53710.1007/BF01008861 ↗
60. Antoine · Electrochim. Acta · 1998 · 43 · 368110.1016/S0013-4686(98)00126-1 ↗
61. Hottinen · J. Power Sources · 2004 · 138 · 20510.1016/j.jpowsour.2004.06.044 ↗
62. Verde · Appl. Catal. A: Gen. · 2004 · 277 · 20110.1016/j.apcata.2004.09.013 ↗
63. Chisaka · Electrochim. Acta · 2006 · 51 · 482810.1016/j.electacta.2006.01.018 ↗
64. Zhang · Electrochim. Acta · 2007 · 52 · 308810.1016/j.electacta.2006.09.051 ↗
65. Dicks · J. Power Sources · 2006 · 156 · 12810.1016/j.jpowsour.2006.02.054 ↗
66. Kim · J. Power Sources · 2005 · 145 · 13910.1016/j.jpowsour.2005.01.070 ↗
67. Hall · Solid State Ionics · 2004 · 175 · 80910.1016/j.ssi.2004.08.030 ↗
68. Kong · Mater. Sci. Eng. C · 2006 · 26 · 120710.1016/j.msec.2005.09.039 ↗
69. Kinoshita · 1992
70. Kordesch · 1996
71. Arita · Fuel Cells · 2002 · 2 · 1010.1002/1615-6854(20020815)2:1<10::AID-FUCE10>3.0.CO;2-# ↗
72. Bernardi · J. Electrochem. Soc. · 1992 · 139 · 247710.1149/1.2221251 ↗
73. Toda · J. Electrochem. Soc. · 1999 · 146 · 375010.1149/1.1392544 ↗
74. Hiesgen · Fuel Cells · 2006 · 6 · 42510.1002/fuce.200600029 ↗
75. Ralph · Platinum Met. Rev. · 2002 · 46 · 310.1595/003214002X461314 ↗
76. Appleby · 1979 · 23
77. Liu · Electrochem. Commun. · 2007 · 9 · 13510.1016/j.elecom.2006.08.056 ↗
78. Thompsett · 2003 · vol. III · 467
79. Savadogo · J. Electrochem. Soc. · 1996 · 143 · 384210.1149/1.1837306 ↗
80. Shim · J. Power Sources · 2001 · 102 · 17210.1016/S0378-7753(01)00817-5 ↗
81. Ota · J. New. Mater. Electrochem. Syst. · 2005 · 8 · 25
82. Mukerjee · J. Electroanal. Chem. · 1993 · 357 · 20110.1016/0022-0728(93)80380-Z ↗
83. Tamizhmani · J. Electrochem. Soc. · 1994 · 141 · 96810.1149/1.2054866 ↗
84. Ralph · Platinum Met. Rev. · 2002 · 46 · 11710.1595/003214002X463117135 ↗
85. Kim · J. Power Sources · 2006 · 163 · 9310.1016/j.jpowsour.2006.05.057 ↗
86. Van Nguyen · 2002
87. Hall · Solid State Ionics · 2004 · 175 · 80910.1016/j.ssi.2004.08.030 ↗
88. Hoogers · 2003
89. He · Chem. Phys. Lett. · 1998 · 287 · 5310.1016/S0009-2614(98)00144-4 ↗
90. Salazar-Banda · Electrochem. Commun. · 2007 · 9 · 5910.1016/j.elecom.2006.08.038 ↗
91. Ding · Electrochim. Acta · 2005 · 50 · 313110.1016/j.electacta.2004.11.064 ↗
92. Joo · Electrochim. Acta · 2006 · 52 · 161810.1016/j.electacta.2006.03.092 ↗
93. Chen · Electrochem. Commun. · 2006 · 8 · 71310.1016/j.elecom.2006.02.016 ↗
94. Joo · Catal. Today · 2006 · 111 · 17110.1016/j.cattod.2005.10.021 ↗
95. Yang · Carbon · 2005 · 43 · 1110.1016/j.carbon.2004.08.008 ↗
96. Babic · Electrochim. Acta · 2006 · 51 · 382010.1016/j.electacta.2005.10.048 ↗
97. Smirnovaa · Int. J. Hydrogen Energy · 2005 · 30 · 14910.1016/j.ijhydene.2004.04.014 ↗
98. Li · J. Mol. Catal. A · 2005 · 226 · 10110.1016/j.molcata.2004.09.046 ↗
99. Liu · J. Power Sources · 2007 · 163 · 80710.1016/j.jpowsour.2006.09.065 ↗
100. Xing · J. Phys. Chem. B · 2004 · 108 · 1925510.1021/jp046697i ↗