Hydrogen production from renewable sources: Biomass and photocatalytic opportunities

Energy and Environmental Science

Volumn 2, Issue 1, 2009, Pages 35-54

  Navarro, R M ^a   Sanchez Sanchez M C ^a   Alvarez Galvan, M C ^a   Valle, F Del ^a   Fierro, J L G ^a  

^a INSTITUTO DE CATÁLISIS Y PETROLEOQUÍMICA   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AGRICULTURAL RESIDUE; CARBON DIOXIDE EMISSIONS; CDS; CLEAN FUEL; ELECTRONIC ENERGIES; ELECTRONS AND HOLES; ENERGY SOURCE; LIQUID TRANSPORTATION; NATURAL CYCLE; PHOTO-CATALYTIC; PLANT GROWTH; RENEWABLE ENERGIES; RENEWABLE MATERIALS; RENEWABLE SOURCES; SIMULTANEOUS REACTIONS; VISIBLE REGION; VISIBLE SPECTRA; WATER MOLECULE; WATER SPLITTING; WOODY BIOMASS;

AGRICULTURAL WASTES; BIOMASS; CADMIUM COMPOUNDS; CARBON DIOXIDE; ETHANOL; FORESTRY; FOSSIL FUELS; FUEL CELLS; GAS EMISSIONS; GAS PRODUCERS; GLOBAL WARMING; GREENHOUSE GASES; HYDROGEN FUELS; LEAKAGE (FLUID); MATERIALS HANDLING; METHANOL; PHOTONS; PLANT LIFE EXTENSION; SEMICONDUCTING CADMIUM COMPOUNDS; SEMICONDUCTOR GROWTH; SOLAR ENERGY; SUGAR (SUCROSE); SUGARS;

HYDROGEN PRODUCTION;

ALTERNATIVE ENERGY; BIOMASS; CARBON DIOXIDE; EMISSION CONTROL; FUEL CELL; HYDROGEN; PHOTODEGRADATION; RENEWABLE RESOURCE;

EID: 68349119400     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b808138g     Document Type: Review

References (182)

1. M. A. Peña J. P. Gomez J. L. G. Fierro Appl. Catal., A 1996 144 7
2. J. A. Armor Appl. Catal., A 1998 176 159
3. D. L. Trimm Z. I. Onsan Catal. Rev. Sci. Eng. 2001 43 31
4. R. M. Navarro M. A. Peña J. L. G. Fierro Chem. Rev. 2007 107 3952
5. J. O. M. Bockris Int. J. Hydrogen Energy 2002 27 731
6. J. M. Ogden, in Testimony to the Committee on Science; US House of Representatives; Washington DC, 2003
7. N. S. Lewis D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 15729
8. M. I. Hoffert K. Caldeira G. Benford D. R. Criswell C. Green H. Herzog A. K. Jain H. S. Kheshgi K. S. Lackner J. S. Lewis H. D. Lightfoot W. Manheimer J. C. Mankins M. E. Mauel L. J. Perkins M. E. Schlesinger T. Volk T. M. L. Wigley Science 2002 298 981
9. A. E. Farrell R. J. Plevin B. T. Turner A. D. Jones M. O'Hare D. M. Kammen Science 2006 311 506
10. T. A. Milne, C. C. Elam, R. J. Evans, Hydrogen from Biomass, Report for the International Energy Agency, No. IEA/H2/TR-02/001, 2002
11. P. C. Hallenbeck J. R. Benemann Int. J. Hydrogen Energy 2002 27 1185
12. R. D. Cortright R. R. Davda J. A. Dumesic Nature 2002 418 964
13. G. A. Deluga J. R. Salge L. D. Schmidt X. E. Verykios Science 2004 303 993
14. J. R. Salge B. J. Dreyer P. J. Dauenhauer L. D. Schmidt Science 2006 314 801
15. A. J. Ragauskas C. K. Williams B. H. Davison G. Britovsek J. Cairney C. A. Eckert W. J. Frederick, Jr. J. P. Hallett D. J. Leak C. L. Liotta J. R. Mielenz R. Murphy R. Templer T. Tschaplinski Science 2006 311 484
16. D. Morris J. Sci. Food Agric. 2006 86 1743
17. A. V. Bridgwater Chem. Eng. J. 2003 91 87
18. T. A. Milne, N. Abatzoglou, R. J. Evans, NREL Technical Report, NREL/TP-570-25357, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 1998
19. J. Corella M. P. Aznar J. Gil M. A. Caballero Energy Fuels 1993 13 122
20. D. Sutton B. Kelleher J. Ross Fuel Process. Tech. 2001 73 155
21. A. Bauen, in Encyclopedia of Energy, ed., C. J. Cleveland, Elsevier, Amsterdam, vol. 1, 2004
22. K. Tomishige M. Asadullah K. Kunimori Catal. Today 2004 89 389
23. S. Rapagna N. Jand A. Kiennemann P. U. Foscolo Biomass Bioenergy 2000 19 187
24. K. Polychronopoulou J. L. G. Fierro A. Efstathiou J. Catal. 2004 228 417
25. E. G. Baker L. K. Mudge M. D. Brown Ind. Eng. Chem. Res. 1987 26 1335
26. L. K. Mudge E. G. Baker D. H. Mitchell M. D. Brown J. Sol. Energy Eng. 1985 107 89
27. J. M. Encinar F. J. Beltran A. Ramiro J. F. Gonzalez Fuel Process. Technol. 1998 55 219
28. D. Dayton, NREL Technical Report No. NREL/TP-510-32815, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 2002.
29. W. B. Hausseman Int. J. Hydrogen Energy 1994 19 413
30. S. Lin M. Harada Y. Suzuki H. Hatano Fuel 2004 83 869
31. G. P. Curran J. T. Clancey D. A. Scarpillo C. E. Fink E. Gorin Chem. Eng. Prog. 1996 62 80
32. D. C. McCoy G. P. Curran J. D. Sudbury Automot. Ind. 1976 33
33. S. Lin Y. Suzuki H. Hatano M. Harada Energy Fuels 2001 15 339
34. J. Wang T. Takarada Energy Fuels 2001 15 356
35. J. Hufton, W. Waldron, S. Weigel, M. Rao, S. Nataraj, S. Sircar, in Proceedings of the 2000 Hydrogen Program Review, NREL/CP-570-28890, 2000
36. U. Zuberbühler, M. Specht, T. Marquard-Möllenstedt, in Proc. 14th European Biomass Conference and Exhibition, Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, October 17-21, Paris, 2005
37. B. Puchner, E. Höftberger, R. Rauch, H. Hofbauer, in Proc. 14th European Biomass Conference & Exhibition, Biomass for Energy, Industry and Climate Protection, October 17-21, Paris, 2005
38. http://www.aer-gas.de/
39. P. L. Spath, D. C. Dayton, NREL Technical Report No. NREL/TP-510-34929, National Renewable Energy Laboratory, Golden, CO, 2003
40. B. Höhlein Th. Grube D. Stolten German J. BWK 2004 56 1 2
41. M. Modell, in Fundamentals of Thermochemical Biomass Conversion, ed., R. P. Overend, T. A. Milne, and, L. K. Mudge, Elsevier Applied Science, New York, 1985, pp. 95
42. M. Modell J. Electrochem. Soc. 1980 127 3 C139
43. M. Sasaki Z. Fang Y. Fukushima T. Adschiri K. Arai Ind. Eng. Chem. Res. 2000 39 8 2883
44. S. Manarungson W. S. Mok M. J. Antal, Jr. Abstr. Pap. Am. Chem. Soc. 1990
45. T. Minowa F. Zhen T. Ogi J. Supercrit. Fluids 1998 13 253
46. D. C. Elliott L. J. Sealock E. G. Baker Ind. Eng. Chem. Res. 1993 32 1542
47. M. H. Waldner F. Vogel Ind. Eng. Chem. Res. 2005 44 13 4543
48. R. Butner L. Sealock, Jr. D. Elliott Biotechnol. Bioeng. Symp. 1986 15 15 3
49. D. Elliott L. Sealock, Jr. E. Baker Ind. Eng. Chem. Res. 1993 32 8 1542
50. D. Elliott L. Sealock, Jr. E. Baker Ind. Eng. Chem. Res. 1994 33 3 558
51. D. Elliott L. Sealock, Jr. Chem. Eng. Res. Dev. 1996 74 5 563
52. L. Sealock, Jr. and D. Elliott, US Pat. 5 019 135, 1991
53. D. Elliott and T. Hart, US Pat. 6 152 975, 2000
54. M. Osada T. Sato M. Watanabe T. Adschiri K. Arai Energy Fuels 2004 18 2 327
55. M. Osada N. Hiyoshi O. Sato K. Arai M. Shirai Energy Fuels 2008 22 2 845
56. M. Osada O. Sato K. Arai M. Shirai Energy Fuels 2006 20 6 2337
57. M. Osada N. Hiyoshi O. Sato K. Arai M. Shirai Energy Fuels 2007 21 3 1400
58. Y. Usui T. Minowa S. Inoue T. Ogi Chem. Lett. 2000 29 10 937
59. T. Minowa T. Ogi Y. Dote S. Yokoyama Renew. Energy 1994 5 5-8 813
60. T. Minowa T. Ogi Catal. Today 1998 45 1-4 411
61. T. Minowa S. Inoue Renew. Energy 1999 16 1-4 1114
62. K. Park H. Tomiyasu Chem. Commun. 2003 694
63. Y. Izumizaki K. Park Y. Tachibana H. Tomiyasu Y. Fujii Prog. Nucl. Energy 2005 47 1-4 544
64. M. Watanabe H. Inomata K. Arai Biomass Bioenergy 2002 22 5 405
65. M. Watanabe M. Osada H. Inomata K. Arai Kruse Appl. Catal., A 2003 245 2 333
66. M. Watanabe T. Iida Y. Aizawa H. Ura H. Inomata K. Arai Green Chem. 2003 5 5 539
67. M. H. Waldner F. Krumeich F. Vogel J. Supercrit. Fluids 2007 43 1 91
68. A. A. Peterson F. Vogel R. P. Lachance M. Fröling M. J. Antal, Jr. J. W. Tester Energy Environ. Sci. 2008 1 32
69. X. Xu M. Antal. Jr. Environ. Prog. 1999 17 4 215
70. G. Hong and M. Spritzer, Supercritical Water Partial Oxidation, Proceedings of the 2002 US DOE Hydrogen Program Review, 2002, NREL/CP-610-32405
71. H. Schmieder J. Abeln N. Boukis E. Dinjus A. Kruse M. Kluth G. Petrich E. Sadri M. Schacht J. Supercrit. Fluids 2000 17 2 145
72. A. Kruse D. Meier P. Rimbretch M. Schacht Ind. Eng. Chem. Res. 2000 39 12 4842
73. A. Kruse E. Dinjus Z. Phys. Chem. 2005 219 3 341
74. A. Kruse M. Faquir Chem. Eng. Technol. 2007 30 6 749
75. S. Kersten B. Potic W. Prins W. van Swaaij Ind. Eng. Chem. Res. 2006 45 12 4169
76. B. Potic S. Kersten W. Prins W. van Swaaij Ind. Eng. Chem. Res. 2004 43 16 4580
77. L. Guo Y. Lu X. Zhang C. Ji Y. Guan A. Pei Catal. Today 2007 129 3-4 275
78. Calzavara C. Joussot-Dubien G. Boissonnet S. Sarrades Energy Convers. Manage. 2005 46 615
79. A. Demirbas Energy Sources 2005 27 1409
80. Y. Matsumura Energy Convers. Manage. 2002 9-12 1301
81. F. Frusteri S. Freni L. Spadaro V. Chiodo G. Bonura S. Donato S. Cavallaro Catal. Commun. 2004 5 611
82. J. Llorca P. R. de la Piscina J. Sales N. Homs Chem. Commun. 2001 641
83. A. N. Fatsikostas D. I. Kondarides X. E. Verykios Chem. Commun. 2001 851
84. F. J. Marino M. Jobbagy G. Baronetti M. Laborde Stud. Surf. Sci. Catal. 2000 130 2147
85. J. Llorca N. Homs J. Sales P. R. de la Piscina J. Catal. 2002 209 306
86. J. P. Breen R. Burch H. M. Coleman Appl. Catal., B 2002 39 65
87. D. K. Liguras D. I. Kondarides X. E. Verykios Appl. Catal., B 2003 43 4 345
88. V. Fierro O. Akdim C. Mirodatos Green Chem. 2003 5 1 20
89. R. N. Navarro M. C. Alvarez-Galván M. C. Sanchez-Sanchez F. Rosa J. L. G. Fierro Appl. Catal., B 2005 55 4 229
90. A. N. Fatsikostas D. I. Kondarides X. E. Verykios Catal. Today 2002 75 145
91. M. C. Sánchez-Sánchez R. M. Navarro J. L. G. Fierro Catal. Today 2007 129 336
92. F. Frusteri A. Freni V. Chiodo L. Spadaro Appl. Catal., A 2004 270 1
93. M. C. Sánchez-Sanchez R. M. Navarro J. L. G. Fierro Int. J. Hydrogen Energy 2007 32 1462
94. S. Cavallaro S. Freni Int. J. Hydrogen Energy 1996 21 465
95. S. Freni J. Power Sources 2001 94 14
96. S. Cavallaro Energy Fuels 2000 14 1195
97. S. Freni S. Cavallaro N. Mondello L. Spadaro F. Frusteri J. Power Sources 2002 108 53
98. P. Y. Sheng A. Yee G. A. Bowmaker H. Idriss J. Catal. 2002 208 393
99. G. Auprêtre C. Descorme D. Duprez Catal. Commun. 2002 3 263
100. S. Cavallaro V. Chiodo S. Freni N. Mondello F. Frusteri Appl. Catal., A 2003 249 119
101. L. V. Mattos F. B. Noronha J. Catal. 2003 233 453
102. J. R. Salge G. A. Deluga L. D. Schmidt J. Catal. 2005 235 69
103. Y. Yee S. J. Morrison H. Idriss Catal. Today 2000 63 327
104. L. V. Mattos F. B. Noronha J. Power Sources 2000 152 50
105. C. Wheeler A. Jhalani E. J. Klein S. Tummala L. D. Schmidt J. Catal. 2004 223 191
106. G. W. Huber J. N. Chheda C. J. Barrett J. A. Dumesic Science 2005 300 2075
107. G. W. Huber J. A. Dumesic Catal. Today 2006 111 119
108. G. W. Huber R. D. Cortright J. A. Dumesic Angew. Chem., Int. Ed. 2004 43 1549
109. R. R. Davda J. W. Shabaker G. W. Huber R. D. Cortright J. A. Dumesic Appl. Catal., B 2003 43 1
110. J. W. Shabaker G. W. Huber R. R. Davda R. D. Cortright J. A. Dumesic Catal. Lett. 2003 88 1
111. G. W. Huber J. W. Shabaker S. T. Evans J. A. Dumesic Appl. Catal., B 2006 62 226
112. J. W. Shabaker D. A. Simonetti R. D. Cortright J. A. Dumesic J. Catal. 2005 231 67
113. D. Das N. Khanna T. N. Veziroglu Chem. Ind. Chem. Eng. 2008 14 2 57
114. M. Ni D. Y. C. Leung M. K. H. Leung K. Sumathy Fuel Process. Tech. 2006 87 461
115. M. L. Ghirardi P. W. King M. C. Posewitz P. C. Maness A. Fedorov K. Kim J. Cohen K. Schulten M. Seibert Biochem. Soc. Trans. 2005 33 70
116. D. B. Levin L. Pitt M. Love Int. J. Hydrogen Energy 2004 29 173
117. K. Nath D. Das Appl. Microbiol. Biotechnol. 2005 68 533
118. Energy Information Administration, Annual Energy Outlook, US Department of Energy, Washington, DC, 2005
119. United Nations Development Program, World Energy Assessment Report: Energy and the Challenge of Sustainability, United Nations, New York, 2003
120. M. Anpo, in Metal Oxides: Chemistry and Applications, ed., J. L. G. Fierro, Chap. 19, CRC Press, FL, 2006, pp. 595
121. J. E. Osterloh Chem. Mater. 2008 20 35
122. V. Subramanian E. E. Wolf P. Kamat J. Phys. Chem. B 2001 105 11439
123. S. Sakthivel M. V. Shankar M. Palanichamy B. Arabindoo D. W. Bahnemann V. Murgesan Water Res. 3004 38 301
124. A. Fujishima K. Honda Nature 1972 238 37
125. R. Abe T. Takata H. Sugihara K. Domen Chem. Commun. 2005 3829
126. M. A. Gondal A. Hameed Z. H. Yamani Energy Sources 2005 27 1151
127. K. Maeda T. Takata M. Hara N. Saito Y. Inoue H. Kobayashi K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2005 127 8286
128. R. Konta T. Ishii H. Kato A. Kudo J. Phys. Chem. B 2004 108 8992
129. H. Kato K. Asakura A. Kudo J. Am. Chem. Soc. 2003 125 3082
130. A. Kudo K. Omorin H. Kato J. Am. Chem. Soc. 1999 121 11459
131. N. Kakuta K. H. Park M. F. Finlayson A. Ueno A. J. Bard A. Campion M. A. Fox S. E. Webber J. M. White J. Phys. Chem. 1985 89 732
132. A. Kudo M. Sekizawa Catal. Lett. 1999 58 241
133. A. Kudo I. Tsuji H. Kato Chem. Commun. 2002 17 1958
134. G. Hitoki T. Tataka J. N. Kondo M. Hara K. Kobayashi K. Domen J. Phys. Chem. A 2002 106 6750
135. J. Kim D. W. Hwang H. G. Kim J. S. Lee W. Li S. H. Oh Top. Catal. 2005 35 3-4 295
136. K. Domen J. N. Kondo M. Hara T. Takata Bull. Chem. Soc. Jpn. 2002 73 1307
137. W. Chyn A. Ihiskawa H. Fujisawa T. Takata J. N. Kondo M. Hara M. Kawai Y. Matsumoto K. Domen J. Phys. Chem. B 2003 107 1098
138. D. Lu G. Hitoki E. Kato M. Hara K. Domen Chem. Mater. 2004 16 1603
139. A. Ishikawa Y. Yamada T. Takata J. N. Kondo M. Hara H. Kobayashi K. Domen Chem. Mater. 2003 15 4442
140. I. Tsuji H. Kato H. Kobayashi A. Kudo J. Am. Chem. Soc. 2004 126 13406
141. K. Maeda K. Teramura D. Lu T. Takata N. Saito Y. Inue K. Domen Nature 2006 440 7082 295
142. K. Maeda K. Domen J. Phys. Chem. C 2007 111 7851
143. H. Kato A. Kudo J. Phys. Chem. B 2002 106 5029
144. D. W. Hwang H. G. Kim J. S. Lee J. Kim W. Li S. H. Oh J. Phys. Chem. B 2005 109 2093
145. W. Y. Choi A. Termin M. R. Hoffman J. Phys. Chem. 1994 84 13669
146. M. Anpo Pure Appl. Chem. 2000 72 1787
147. M. Anpo M. Takeuchi J. Catal. 2003 216 505
148. M. Kitano H. Kikuchi T. Hosoda M. Takeuchi M. Matsuoka T. Eura M. Anpo Key Eng. Mater. 2006 317-318 823
149. R. Asahi T. Morikawa T. Ohwaki K. Aoki Y. Taga Science 2001 293 269
150. T. Ohno Z. Miyamoto K. Nishijima H. Kanemitsu X. Y. Feng Appl. Catal., A 2006 302 62
151. S. Sakthivel H. Kisch Angew. Chem., Int. Ed. 2003 42 4908
152. A. Kudo R. Niishiro A. Iwase H. Kato Chem. Phys. 2007 339 104
153. H. Kato H. Kobayashi A. Kudo J. Phys. Chem. B 2002 106 12441
154. K. Maeda K. Teramura H. Masuda T. Takata N. Saito Y. Inue K. Domen J. Phys. Chem. B 2006 110 132107
155. G. Hitoki T. Takata J. N. Kondo K. Domen Chem. Commun. 2003 24 3000
156. A. Ishikawa T. Takata J. N. Kondo M. Hara H. Kobayashi K. Domen J. Am. Chem. Soc. 2002 124 13547
157. A. Ishikawa T. Takata T. Matsumura J. N. Kondo M. Hara H. Kobayashi K. Domen J. Phys. Chem. B 2004 108 2637
158. T. Inue T. Watanabe A. Fujishima K. Honda K. Kohayakawa J. Electrochem. Soc. 1977 124 719
159. J. R. Darwent G. Porter J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1981 4 145
160. M. Matsumura Y. Sato H. Tsubomura J. Phys. Chem. 1983 87 3807
161. L. Borrell S. Cervera-March J. Gimenez R. A. Simarro Sol. Energy Mater. Sol. Cells 1992 25 25
162. J. F. Rebel K. Meier J. Phys. Chem. 1986 90 824
163. A. S. K. Sinha S. Namita M. K. Arora S. N. Upadhayay Catal. Today 2001 69 297
164. M. R. Hoffmann S. T. Martin W. Choi D. W. Bahnemann Chem. Rev. 1995 95 69
165. M. Sathish B. Viswanathan R. P. Viwanath Int. J. Hydrogen Energy 2006 31 891
166. D. Meissner R. Memming B. Kastening J. Phys. Chem. 1998 92 3476
167. L. Spanhel H. Weller A. Henglein J. Am. Chem. Soc. 1987 109 6632
168. J. S. Jang D. W. Huang J. S. Lee Catal. Today 2007 120 174
169. F. Ferro J. A. Rodriguez O. Viji A. Morales-Acevedo G. F. Contreras-Puente Phys. Status Solidi B 2000 177 477
170. N. Bühler K. Meier J. F. Reber J. Phys. Chem. 1984 88 3261
171. K. Kalyanasundaram D. E.BorgarelloDuonghong M. Gratzel Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1981 20 11 987
172. R. M. Navarro F. del Valle J. L. G. Fierro Int. J. Hydrogen Energy 2008 33 4265 4273
173. A. Van Dijken A. H. Janssen M. H. P. Smitsmans D. Vanmaekelbergh A. Meijerink Chem. Mater. 1998 10 3513
174. Y. Fujishiro S. Uchida T. Sato J. Inorg. Mater. 1999 1 67
175. V. A. Fedorov V. A. Ganshing Y. U. N. Norkeshko Mater. Res. Bull. 1993 28 50
176. T. L. Chu S. S. Chu J. Britt C. Ferekides C. Q. Wu J. Appl. Phys. 1991 70 2688
177. A. Nayeem K. Yadaiah G. Vajralingam P. Mahesh M. Nagabhooshanam Int. J. Mod. Phys. B 2001 15 7 2387
178. F. del Valle, R. M. Navarro, A. Ishikawa K. Domen, J. L. G. Fierro, International Symposium on Catalysis for Clean Energy and Sustainable Chemistry, 2008, Madrid, Spain
179. B. Pal T. Torimoto K. Iwasaki T. Shibayama H. Takahashi B. Ohtani J. Phys. Chem. B 2004 108 18670
180. F. del Valle, R. M. Navarro, J. L. G. Fierro, 1st Iberian Symposium on Hydrogen, Fuel Cells and Advanced Batteries, 2008, Bilbao, Spain
181. N. F. Zheng X. H. Bu P. Y. Feng J. Am. Chem. Soc. 2005 127 15 5286
182. M. Granovskii I. Dincer M. A. Rosen J. Power Sources 2007 167 461