Oxygen Electrochemistry as a Cornerstone for Sustainable Energy Conversion
10.1002/anie.201306588
Crossref journal-article
Wiley
Angewandte Chemie International Edition (311)
Abstract

AbstractElectrochemistry will play a vital role in creating sustainable energy solutions in the future, particularly for the conversion and storage of electrical into chemical energy in electrolysis cells, and the reverse conversion and utilization of the stored energy in galvanic cells. The common challenge in both processes is the development of—preferably abundant—nanostructured materials that can catalyze the electrochemical reactions of interest with a high rate over a sufficiently long period of time. An overall understanding of the related processes and mechanisms occurring under the operation conditions is a necessity for the rational design of materials that meet these requirements. A promising strategy to develop such an understanding is the investigation of the impact of material properties on reaction activity/selectivity and on catalyst stability under the conditions of operation, as well as the application of complementary in situ techniques for the investigation of catalyst structure and composition.

Bibliography

Katsounaros, I., Cherevko, S., Zeradjanin, A. R., & Mayrhofer, K. J. J. (2013). Oxygen Electrochemistry as a Cornerstone for Sustainable Energy Conversion. Angewandte Chemie International Edition, 53(1), 102–121. Portico.

Authors 4
  1. Ioannis Katsounaros (first)
  2. Serhiy Cherevko (additional)
  3. Aleksandar R. Zeradjanin (additional)
  4. Karl J. J. Mayrhofer (additional)
References 339 Referenced 1,306
  1. 10.1002/ange.200602373
  2. 10.1002/anie.200602373
  3. 10.1073/pnas.0603395103
  4. 10.1039/B809990C
  5. 10.1021/ar900209b
  6. 10.1021/cr100290v
  7. 10.1002/ange.200702505
  8. 10.1002/anie.200702505
  9. 10.1002/ange.200462121
  10. 10.1002/anie.200462121
  11. 10.1007/978-0-387-49489-0_3
  12. 10.1016/S0022-0728(98)00197-1
  13. 10.1126/science.176.4041.1323
  14. 10.1016/S0167-5729(01)00022-X
  15. 10.1002/ange.200460466
  16. 10.1002/anie.200460466
  17. 10.1021/cr0680639
  18. 10.1021/cr020719k
  19. 10.1002/ange.201007987
  20. 10.1002/anie.201007987
  21. 10.1021/ja02187a001
  22. 10.1039/c2cp40616k
  23. 10.1039/c3cp50649e
  24. 10.1021/ja061246s
  25. 10.1002/cphc.200500613
  26. 10.1002/ange.201207256
  27. 10.1002/anie.201207256
  28. 10.1016/j.elecom.2012.11.040
  29. 10.1016/j.chemphys.2005.05.038
  30. 10.1002/cctc.201000397
  31. 10.1103/PhysRevLett.108.116103
  32. 10.1002/ange.200705739
  33. 10.1002/anie.200705739
  34. 10.1038/376238a0
  35. {'key': 'e_1_2_7_28_2', 'volume-title': 'Chemical Bonding at Surfaces and Interfaces', 'author': 'Nilsson A.', 'year': '2011'} / Chemical Bonding at Surfaces and Interfaces by Nilsson A. (2011)
  36. 10.1016/S0360-0564(02)45013-4
  37. 10.1021/jp0136359
  38. 10.1039/c2sc21232c
  39. 10.1002/cphc.201100309
  40. 10.1039/B802129E
  41. 10.1021/jp047349j
  42. 10.1016/j.jelechem.2010.10.004
  43. 10.1139/v97-176
  44. D. Strmcnik Active Sites for PEM Fuel Cell Reactions in Model and Real Systems PhD Dissertation Univerza v Ljubljani 2007.
  45. 10.1021/j100011a001
  46. 10.1021/jp9533382
  47. 10.1016/0039-6028(69)90148-4
  48. 10.1016/0039-6028(69)90180-0
  49. 10.1016/S0965-9773(97)00168-2
  50. 10.1039/c0nr00857e
  51. 10.1149/1.2086566
  52. 10.1016/S0022-0728(97)00018-1
  53. 10.1007/s10562-011-0637-8
  54. 10.1021/nl2017459
  55. 10.1002/ange.201200586
  56. 10.1002/anie.201200586
  57. 10.1016/0013-4686(96)00081-3
  58. 10.1016/j.apcatb.2004.06.021
  59. 10.1021/jp051735z
  60. 10.1039/b610573d
  61. 10.1016/j.electacta.2008.04.003
  62. 10.1021/la702297m
  63. 10.1016/j.electacta.2007.11.057
  64. 10.1021/ja207016u
  65. 10.1149/2.009202jes
  66. 10.1016/j.electacta.2012.04.004
  67. 10.1038/nmat3712
  68. 10.1126/science.272.5270.1924
  69. 10.1021/cr9003902
  70. 10.1002/ange.200700894
  71. 10.1002/anie.200700894
  72. 10.1021/jp811251j
  73. 10.1166/asl.2011.1867
  74. 10.1016/j.nantod.2008.09.002
  75. 10.1039/b811149a
  76. 10.1021/ja900459w
  77. 10.1021/ja100922h
  78. 10.1016/j.electacta.2010.04.010
  79. 10.1007/s10853-011-5499-3
  80. 10.1002/ange.200504386
  81. 10.1002/anie.200504386
  82. 10.1103/PhysRevLett.93.156801
  83. 10.1038/nmat1840
  84. 10.1016/S0039-6028(00)01103-1
  85. 10.1002/ange.200462335
  86. 10.1002/anie.200462335
  87. 10.1007/s11244-007-9003-x
  88. 10.1016/j.electacta.2006.05.062
  89. 10.1021/ja0600476
  90. 10.1126/science.1135941
  91. 10.1021/ja111690g
  92. 10.1016/j.electacta.2012.02.095
  93. 10.1002/ange.201205314
  94. 10.1002/anie.201205314
  95. 10.1021/cr040090g
  96. 10.1016/j.nantod.2011.04.007
  97. 10.1021/ja047648m
  98. 10.1016/S0013-4686(00)00553-3
  99. 10.1021/jp074929i
  100. 10.1021/ja300756y
  101. 10.1021/j100013a032
  102. 10.1016/0022-0728(93)80380-Z
  103. 10.1149/1.2048590
  104. 10.1016/S0013-4686(02)00349-3
  105. 10.1021/jp013442l
  106. 10.1038/nmat3458
  107. 10.1021/ja100571h
  108. 10.1021/jp0776412
  109. 10.1021/jp908203p
  110. 10.1002/adfm.201001138
  111. 10.1021/cs3000792
  112. 10.1002/ange.201207186
  113. 10.1002/anie.201207186
  114. 10.1149/1.2086223
  115. 10.1038/nchem.623
  116. 10.1515/REVCE.2009.25.4.255
  117. 10.1002/ange.200703331
  118. 10.1002/anie.200703331
  119. 10.1021/ja0742784
  120. 10.1016/j.jpowsour.2008.10.062
  121. 10.1021/nl302404g
  122. 10.1021/cm101090p
  123. 10.1021/ja2088162
  124. 10.1021/jp306107t
  125. 10.1021/jz100553m
  126. 10.1002/fuce.200700053
  127. The U. S. Department of Energy “Fuel cell technologies office multi‐year research development and demonstration plan—Technical Plan: Fuel Cells ” can be found underhttp://www1.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells/mypp/pdfs/fuel_cells.pdf 2011.
  128. 10.1021/cr050182l
  129. 10.1021/cs300024h
  130. 10.1039/c2ee22550f
  131. 10.1007/s11244-007-9000-0
  132. 10.1021/ja9071496
  133. 10.1016/j.jpowsour.2011.03.064
  134. {'key': 'e_1_2_7_120_2', 'first-page': '503', 'volume-title': 'Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, Applications', 'author': 'Mukerjee S.', 'year': '2003'} / Handbook of Fuel Cells: Fundamentals, Technology, Applications by Mukerjee S. (2003)
  135. 10.1016/0021-9517(76)90207-4
  136. {'key': 'e_1_2_7_122_2', 'first-page': '165', 'volume-title': 'Catalyst Deactivation', 'author': 'Ross P. N.', 'year': '1987'} / Catalyst Deactivation by Ross P. N. (1987)
  137. 10.1007/BF00364064
  138. 10.1149/1.2050347
  139. 10.1016/S0022-0728(73)80257-8
  140. 10.1016/0022-0728(88)87042-6
  141. 10.1149/1.2180536
  142. 10.1016/0013-4686(70)80070-6
  143. 10.1149/1.3148831
  144. 10.1021/jp903956b
  145. 10.1016/S0022-0728(72)80308-5
  146. 10.1016/j.electacta.2010.03.074
  147. 10.1149/1.1613669
  148. 10.1149/1.1836156
  149. {'key': 'e_1_2_7_135_2', 'first-page': '1451', 'volume': '49', 'author': 'Jerkiewicz G.', 'year': '2004', 'journal-title': 'Electrochim. Acta'} / Electrochim. Acta by Jerkiewicz G. (2004)
  150. 10.1016/S0013-4686(02)00223-2
  151. 10.1039/b923956a
  152. 10.1016/j.jelechem.2012.05.006
  153. 10.1126/science.1134569
  154. 10.1021/jp9101509
  155. 10.1149/2.011204jes
  156. 10.1039/b821622n
  157. 10.1016/j.elecom.2013.02.012
  158. {'key': 'e_1_2_7_144_2', 'volume-title': 'Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions', 'author': 'Pourbaix M.', 'year': '1966'} / Atlas of Electrochemical Equilibria in Aqueous Solutions by Pourbaix M. (1966)
  159. {'key': 'e_1_2_7_145_2', 'volume-title': 'Carbon—Electrochemical and Physicochemical Properties', 'author': 'Kinoshita K.', 'year': '1988'} / Carbon—Electrochemical and Physicochemical Properties by Kinoshita K. (1988)
  160. 10.5254/1.3544829
  161. 10.1016/0008-6223(73)90026-2
  162. 10.1149/1.2131280
  163. 10.1016/j.jelechem.2011.09.003
  164. 10.1149/1.3391737
  165. 10.1021/jp203016u
  166. 10.1080/01614940.2011.596430
  167. 10.1021/jz200531z
  168. 10.1039/c0cp00609b
  169. 10.1021/jp900360k
  170. 10.1039/c2ta00868h
  171. 10.1038/35084046
  172. 10.1021/ja308570c
  173. 10.1016/j.elecom.2009.03.023
  174. 10.1016/j.jnoncrysol.2004.06.038
  175. 10.3891/acta.chem.scand.11-1641
  176. 10.1021/jp105491k
  177. 10.1021/jp0541415
  178. 10.1016/j.jpowsour.2006.05.033
  179. 10.1149/1.3635628
  180. 10.1021/nl203920s
  181. J. C. Meier C. Galeano I. Katsounaros J. Witte H. J. Bongard A. A. Topalov C. Baldizzone S. Mezzavilla F. Schüth K. J. J. Mayrhofer Beilstein J. Nanotechnol.­2013 submitted.
  182. 10.1039/C0EE00248H
  183. 10.1016/0021-9517(73)90226-1
  184. 10.1016/j.elecom.2008.05.032
  185. 10.1016/j.jpowsour.2008.08.003
  186. 10.1149/2.035206jes
  187. 10.1002/cphc.201300375
  188. 10.1016/j.apcatb.2011.11.003
  189. 10.1021/jz2016022
  190. 10.1021/jp983762d
  191. 10.1038/35068529
  192. 10.1007/s11244-012-9800-8
  193. 10.1021/ja9074216
  194. 10.1038/nchem.367
  195. 10.1002/cctc.201100343
  196. 10.1021/ja306348d
  197. 10.1016/j.jpowsour.2012.02.065
  198. 10.1039/c2ra20839c
  199. 10.1039/c0ee00601g
  200. 10.1021/jp204680p
  201. 10.1038/2011212a0
  202. 10.1149/1.2423590
  203. 10.1016/0021-9517(73)90173-5
  204. 10.1016/S0022-0728(79)80107-2
  205. 10.1016/0022-0728(92)80442-7
  206. 10.1007/BF01039385
  207. 10.1016/0013-4686(86)80022-6
  208. 10.1126/science.1168049
  209. 10.1016/j.jpowsour.2008.05.020
  210. 10.1007/s10562-006-0067-1
  211. 10.1021/jz1016284
  212. 10.1021/jp9821735
  213. 10.1038/nature05118
  214. 10.1126/science.1170051
  215. 10.1126/science.1200832
  216. 10.1021/ja904595t
  217. 10.1002/ange.200907289
  218. 10.1002/anie.200907289
  219. 10.1038/ncomms1427
  220. 10.1021/cm2000649
  221. 10.1016/j.elecom.2012.04.029
  222. 10.1002/chem.201003080
  223. 10.1021/jp910572g
  224. 10.1149/1.3248003
  225. 10.1021/jp2042526
  226. 10.1021/jp2027719
  227. 10.1039/c2cp41957b
  228. 10.1039/C0EE00011F
  229. 10.1039/c0ee00558d
  230. 10.1016/0022-0728(87)85237-3
  231. 10.1016/j.elecom.2007.05.008
  232. 10.1039/c3sc50301a
  233. 10.1016/j.jelechem.2006.11.008
  234. 10.1002/cctc.201000126
  235. 10.1016/0013-4686(84)85004-5
  236. 10.1149/1.2115565
  237. 10.1126/science.1212858
  238. 10.1016/0254-0584(86)90045-3
  239. 10.1021/cs3003098
  240. 10.1016/j.pecs.2009.11.002
  241. 10.1109/JPROC.2011.2156750
  242. 10.1016/0022-0728(86)90325-6
  243. 10.1021/jz2016507
  244. 10.1134/S1023193506100053
  245. 10.1016/j.elecom.2006.06.027
  246. 10.1007/s10008-008-0624-1
  247. 10.1016/S1452-3981(23)19705-7 / Int. J. Electrochem. Sci. by Cruz J. C. (2011)
  248. 10.1149/1.2189953
  249. 10.1016/j.electacta.2003.04.001
  250. 10.1149/1.3501093
  251. 10.1149/1.3528163
  252. 10.1039/c2cp41163f
  253. 10.1021/ac200677g
  254. 10.1016/j.electacta.2012.12.099
  255. 10.1021/ac8001287
  256. 10.1021/jp308941g
  257. 10.1016/0013-4686(94)85160-3
  258. 10.1016/0013-4686(90)85068-X
  259. 10.1002/ange.201004360
  260. 10.1002/anie.201004360
  261. 10.1126/science.1082332
  262. 10.1149/1.2133657
  263. 10.1016/0013-4686(84)87043-7
  264. 10.1007/BF00234819
  265. 10.1007/BF01059288
  266. 10.1016/j.electacta.2012.05.124
  267. 10.1016/j.electacta.2012.04.101
  268. 10.1002/cssc.201200262
  269. 10.1524/zpch.2013.0338
  270. 10.1016/j.electacta.2012.05.122
  271. 10.1149/1.2127761
  272. 10.1016/0013-4686(86)80153-0
  273. 10.1039/c1ee02190g
  274. 10.1126/science.257.5072.897
  275. 10.1039/ft9938901707
  276. 10.1007/BF01034045
  277. 10.1016/j.ijhydene.2011.11.055
  278. 10.1039/c3ta01458d
  279. 10.1016/j.apcatb.2011.10.020
  280. 10.1016/0254-0584(89)90039-4
  281. 10.1016/0042-207X(94)90314-X
  282. 10.1016/S0013-4686(98)00275-8
  283. 10.1149/1.2096958
  284. 10.1016/0038-1098(68)90019-7
  285. 10.1016/0254-0584(89)90038-2
  286. 10.1016/S0022-0728(78)80358-1
  287. 10.1016/j.ijhydene.2003.09.007
  288. 10.1021/ja3126432
  289. 10.1021/am4007897
  290. 10.1038/nmat3313
  291. 10.1039/c3cp43464h
  292. 10.1016/0013-4686(94)85134-4
  293. 10.1016/j.elecom.2009.11.018
  294. 10.1007/s10800-009-9809-2
  295. 10.1007/s12678-012-0092-3
  296. 10.1007/978-1-4471-4911-8_22
  297. 10.1007/s11051-010-9917-2
  298. 10.1016/j.ijhydene.2008.06.039
  299. 10.1038/nchem.121
  300. 10.1149/1.3049820
  301. 10.1149/1.3290735
  302. 10.1016/S0920-5861(01)00327-3
  303. 10.1021/co300086h
  304. 10.1149/1.2130021
  305. 10.1007/BF01020219
  306. 10.1007/BF01464294
  307. 10.1016/S0013-4686(00)00338-8
  308. 10.1007/s12274-012-0237-y
  309. 10.1021/ja104587v
  310. 10.1039/c2cp44496h
  311. 10.1149/1.3294569
  312. 10.1088/0034-4885/12/1/308
  313. 10.1016/0013-4686(73)80036-2
  314. 10.1016/0013-4686(87)90015-6
  315. 10.1016/0013-4686(78)80070-X
  316. 10.1023/A:1003251329958
  317. 10.1016/0013-4686(77)85049-4
  318. 10.1149/1.2115703
  319. 10.1016/0022-0728(84)80187-4
  320. 10.1002/cssc.201200193
  321. 10.1039/f19757101447
  322. 10.1039/f19767202431
  323. 10.1149/1.1388630
  324. 10.1016/0001-8686(95)00286-3
  325. 10.1021/cm3012205
  326. 10.1126/science.1162018
  327. 10.1039/B802885K
  328. 10.1021/ja1023767
  329. 10.1021/ja401276f
  330. 10.1039/c1ee01209f
  331. 10.1021/ja807769r
  332. 10.1021/ja900023k
  333. 10.1073/pnas.1001859107
  334. 10.1039/c2cp40841d
  335. 10.1039/c002074e
  336. 10.1002/aenm.201200230
  337. 10.1021/jp3126768
  338. 10.1021/jz301414z
  339. 10.1038/ncomms3439
Dates
Type When
Created 11 years, 8 months ago (Dec. 11, 2013, 9:28 a.m.)
Deposited 1 year, 10 months ago (Oct. 17, 2023, 3:38 a.m.)
Indexed 6 minutes ago (Aug. 30, 2025, 11:01 p.m.)
Issued 11 years, 8 months ago (Dec. 11, 2013)
Published 11 years, 8 months ago (Dec. 11, 2013)
Published Online 11 years, 8 months ago (Dec. 11, 2013)
Published Print 11 years, 7 months ago (Jan. 3, 2014)
Funders 0

None

@article{Katsounaros_2013, title={Oxygen Electrochemistry as a Cornerstone for Sustainable Energy Conversion}, volume={53}, ISSN={1521-3773}, url={http://dx.doi.org/10.1002/anie.201306588}, DOI={10.1002/anie.201306588}, number={1}, journal={Angewandte Chemie International Edition}, publisher={Wiley}, author={Katsounaros, Ioannis and Cherevko, Serhiy and Zeradjanin, Aleksandar R. and Mayrhofer, Karl J. J.}, year={2013}, month=dec, pages={102–121} }