Fast and efficient molecular electrocatalysts for H2 production: Using hydrogenase enzymes as guides

MRS Bulletin

Volumn 36, Issue 1, 2011, Pages 39-47

  Yang, Jenny Y ^a   Bullock, R Morris ^a   DuBois, M Rakowski ^a   DuBois, Daniel L ^a  

^a PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COORDINATION SPHERE; DESIGN PRINCIPLES; ELECTRON-TRANSFER REACTIONS; GENERATION PROCESS; HETEROLYTIC CLEAVAGE; HYDROGEN GENERATIONS; HYDROGENASE ENZYMES; METAL CENTERS; MOLECULAR CATALYSTS; MOLECULAR SCALE; PROTON MOVEMENTS; PROTON REDUCTION; PROTON TRANSFER REACTIONS; SIMILAR DEGREE; SOLAR GENERATION; SOLAR PRODUCTION;

CHARGE TRANSFER; ELECTROCATALYSTS; ENZYMES; PROTONS; REACTION INTERMEDIATES; SOLAR ENERGY; SOLAR POWER GENERATION; SPHERES;

HYDROGEN PRODUCTION;

EID: 79952507943     PISSN: 08837694     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1557/mrs.2010.8     Document Type: Article

References (55)

1. N. Armaroli, V. Balzani, Angew. Chem. Int. Ed. 46, 52 (2007).
2. N. S. Lewis, D. G. Nocera, Proc. Nat. Acad. Sci. U. S. A. 103, 15729 (2006).
3. W. Lubitz, W. Tumas, Chem. Rev. 107, 3900 (2007).
4. M. Frey, Chem Bio Chem 3, 153 (2002).
5. J. W. Peters, Curr. Opin. Struct. Biol. 9, 670 (1999).
6. J. W. Peters, W. N. Lanzilotta, B. J. Lemon, L. C. Seefeldt, Science 282, 1853 (1998).
7. Y. Nicolet, A. L. de Lacey, X. Vernède, V. M. Fernandez, E. C. Hatchikian, J. C. Fontecilla-Camps, J. Am. Chem. Soc. 123, 1596 (2001).
8. J. C. Fontecilla-Camps, A. Volbeda, C. Cavazza, Y. Nicolet, Chem. Rev. 107, 4273 (2007).
9. K. A. Vincent, A. Parkin, F. A. Armstrong, Chem. Rev. 107, 4366 (2007).
10. C. C. Page, C. C. Moser, X. Chen, P. L. Dutton, Nature 402, 47 (1999).
11. J. N. Onuchic, D. N. Beratan, J. R. Winkler, H. B. Gray, Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 21, 349 (1992).
12. A. W. Axup, M. Albin, S. L. Mayo, R. J. Crutchley, H. B. Gray, J. Am. Chem. Soc. 110, 435 (1988).
13. A. Silakov, B. Wenk, E. Reijerse, W. Lubitz, Phys. Chem. Chem. Phys. 11, 6592 (2009).
14. W. Lubitz, E. Reijerse, M. van Gastel, Chem. Rev. 107, 4331 (2007).
15. R. J. P. Williams, Nature 376, 643 (1995).
16. J. W. Peters, W. N. Lanzilotta, B. J. Lemon, L. C. Seefeldt, Science 282, 1853 (1998).
17. Y. Montet, P. Amara, A. Volbeda, X. Vernède, E. C. Hatchikian, M. J. Field, M. Frey, J. C. Fontecilla-Camps, Nat. Struct. Biol. 4, 523 (1997).
18. H.-J. Fan, M. B. Hall, J. Am. Chem. Soc. 123, 3828 (2001).
19. M. Rakowski DuBois, D. L. DuBois, Acc. Chem. Res. 42, 1974 (2009).
20. M. R. Dubois, D. L. Dubois, Chem. Soc. Rev. 38, 62 (2009).
21. A. D. Wilson, R. K. Shoemaker, A. Miedaner, J. T. Muckerman, D. L. DuBois, M. Rakowski DuBois, Proc. Nat. Acad. Sci. 14, 6951 (2007).
22. A. D. Wilson, R. H. Newell, M. J. McNevin, J. T. Muckerman, M. R. DuBois, D. L. Dubois, J. Am. Chem. Soc. 128, 358 (2006).
23. C. J. Curtis, A. Miedaner, R. F Ciancanelli, W. W. Ellis, B. C. Noll, M. R. DuBois, D. L. DuBois, Inorg. Chem. 42, 216 (2003).
24. B. E. Barton, M. T. Olsen, T. B. Rauchfuss, J. Am. Chem. Soc. 130, 16834 (2008).
25. N. Wang, M. Wang, J. Liu, K. Jin, L. Chen, L. Sun, Inorg. Chem. 48, 11551 (2009).
26. P. Schollhammer, J. Talarmin, Eds. C. R. Chim. 11 (8), 789-944 (2008).
27. C. J. Pickett, S. P Best, Eds. Coord. Chem. Rev. 249 (15-16), 1517-1690 (2005).
28. C. Tard, C. J. Pickett, Chem. Rev. 109, 2245 (2009).
29. A. le Cloirec, S. P. Best, S. Borg, S. C. Davies, D. J. Evans, D. L. Hughes, C. J. Pickett, Chem. Commun. 2285 (1999).
30. E. J. Lyon, I. P Georgakaki, J. H. Reibenspies, M. Y. Darensbourg, Angew. Chem. Int. Ed. 38, 3178 (1999).
31. M. Schmidt, S. M. Contakes, T. B. Rauchfuss, J. Am. Chem. Soc. 121, 9736 (1999).
32. H. X. Li, T. B. Rauchfuss, J. Am. Chem. Soc. 124, 726 (2002).
33. S. Ott, M. Kritikos, B. Åkermark, L. Sun, R. Lomoth, Angew. Chem. Int. Ed. 43, 1006 (2004).
34. G. A. N. Felton, A. K. Vannucci, N. Okumura, L. T Lockett, D. H. Evans, R. S. Glass, D. L. Lichtenberger, Organometallics 27, 4671 (2008).
35. T. Liu, M. Y. Darensbourg, J. Am. Chem. Soc. 129, 7008 (2007).
36. A. M. Appel, D. L. DuBois, M. R. DuBois, J. Am. Chem. Soc. 127, 12717 (2005).
37. P. Connolly, J. H. Espenson, Inorg. Chem. 25, 2684 (1986).
38. X. Hu, B. S. Brunschwig, J. C. Peters, J. Am. Chem. Soc. 129, 8988 (2007).
39. P.-A. Jacques, V. Artero, J. Pécaut, M. Fontecave, Proc. Nat. Acad. Sci. U. S. A. 106, 20627 (2009).
40. J. L. Dempsey, B. S. Brunschwig, J. R. Winkler, H. B. Gray, Acc. Chem. Res. 42, 1995 (2009).
41. D. E. Berning, B. C. Noll, D. L. DuBois, J. Am. Chem. Soc. 121, 11432 (1999).
42. J. W. Raebiger, A. Miedaner, C. J. Curtis, S. M. Miller, D. L. DuBois, J. Am. Chem. Soc. 126, 5502 (2004).
43. C. J. Curtis, A. Miedaner, J. W. Raebiger, D. L. DuBois, Organometallics 23, 511 (2004).
44. D. E. Berning, A. Miedaner, C. J. Curtis, B. C. Noll, M. R. DuBois, D. L. DuBois, Organometallics 20, 1832 (2001).
45. A. Miedaner, J. W. Raebiger, C. J. Curtis, S. M. Miller, D. L. DuBois, Organometallics 23, 2670 (2004).
46. M. R. Nimlos, C. H. Chang, C. J. Curtis, A. Miedaner, H. M. Pilath, D. L. DuBois, Organometallics 27, 2715 (2008).
47. S. S. Kristjànsdòttir, J. R. Norton, in Transition Metal Hydrides: Recent Advances in Theory and Experiment, A. Dedieu, Ed. (VCH, New York, 1991), pp. 309-359.
48. C. J. Curtis, A. Miedaner, W. W. Ellis, D. L. DuBois, J. Am. Chem. Soc. 124, 1918 (2002).
49. J. Y Yang, R. M. Bullock, W. J. Shaw, B. Twamley, K. Fraze, M. Rakowski DuBois, D. L. DuBois, J. Am. Chem. Soc. 131, 5935 (2009).
50. A. D. Wilson, K. Fraze, B. Twamley, S. M. Miller, D. L. DuBois, M. R. DuBois, J. Am. Chem. Soc. 130, 1061 (2008).
51. J. W. Peters, W. N. Lanzilotta, B. J. Lemon, L. C. Seefeldt, Science 282, 1853 (1998).
52. Y Montet, P. Amara, A. Volbeda, X. Vernède, E. C. Hatchikian, M. J. Field, M. Frey, J. C. Fontecilla-Camps, Nat. Struct. Biol. 4, 523 (1997).
53. G. M. Jacobsen, J. Y. Yang, B. Twamley, A. D. Wilson, R. M. Bullock, M. Rakowski DuBois, D. L. DuBois, Energy Environ. Sci. 1, 167 (2008).
54. L. A. Berben, J. C. Peters, Chem. Commun. 46, 398 (2010).
55. A. le Goff, V Artero, B. Jousselme, P.-D. Tran, N. Guillet, R. Métayé, A. Fihri, S. Palacin, M. Fontecave, Science 326, 1384 (2009).