Electrochemical hydrogen production in acidic water by an azadithiolate bridged synthetic hydrogenese mimic: Role of aqueous solvation in lowering overpotential

ACS Catalysis

Volumn 3, Issue 3, 2013, Pages 429-436

  Dey, Subal ^a   Rana, Atanu ^a   Dey, Somdatta Ghosh ^a   Dey, Abhishek ^a  

^a DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE   (India)

Author keywords

bio inspired catalysis; hydrogen evolution reaction; iron hydrogenase

Indexed keywords

BINARY ALLOYS; BIOMIMETICS; CARBON; CATALYSTS; ELECTRODES; HYDROGEN EVOLUTION REACTION; IRON ALLOYS;

AQUEOUS SOLVATION; FARADAIC EFFICIENCIES; GRAPHITE SURFACES; HYDROGEN GENERATIONS; HYDROGENASES; NEGATIVE POTENTIAL; REDUCTION POTENTIAL; TURNOVER FREQUENCY;

HYDROGEN PRODUCTION;

EID: 84874626365     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs300835a     Document Type: Article

References (67)

1. Graetzel, M. Acc. Chem. Res. 1981, 14, 376-384
2. Bard, A. J.; Fox, M. A. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 141-145
3. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15729-15735
4. Armaroli, N.; Balzani, V. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 52-66
5. Cook, T. R.; Dogutan, D. K.; Reece, S. Y.; Surendranath, Y.; Teets, T. S.; Nocera, D. G. Chem. Rev. 2010, 110, 6474-6502
6. Turner, J. A. Science 2004, 305, 972-974
7. Lewis, N. S. Science 2007, 315, 798-801
8. Mealli, C.; Rauchfuss, T. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 8942-8944
9. Singleton, M. L.; Bhuvanesh, N.; Reibenspies, J. H.; Darensbourg, M. Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 9492-9495
10. Artero, V.; Chavarot-Kerlidou, M.; Fontecave, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 7238-7266
11. Wang, M.; Chen, L.; Sun, L. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6763-6778
12. Esposito, D. V.; Hunt, S. T.; Kimmel, Y. C.; Chen, J. G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3025-3033
13. Fourmond, V.; Canaguier, S.; Golly, B.; Field, M. J.; Fontecave, M.; Artero, V. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2417-2427
14. Efros, L. L.; Thorp, H. H.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. Inorg. Chem. 1992, 31, 1722-1724
15. Wilson, A. D.; Newell, R. H.; McNevin, M. J.; Muckerman, J. T.; Rakowski DuBois, M.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 128, 358-366
16. Le Goff, A.; Artero, V.; Jousselme, B.; Tran, P. D.; Guillet, N.; Métayé, R.; Fihri, A.; Palacin, S.; Fontecave, M. Science 2009, 326, 1384-1387
17. Helm, M. L.; Stewart, M. P.; Bullock, R. M.; DuBois, M. R.; DuBois, D. L. Science 2011, 333, 863-866
18. Tran, P. D.; Le Goff, A.; Heidkamp, J.; Jousselme, B.; Guillet, N.; Palacin, S.; Dau, H.; Fontecave, M.; Artero, V. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 1371-1374
19. Connolly, P.; Espenson, J. H. Inorg. Chem. 1986, 25, 2684-2688
20. Baffert, C.; Artero, V.; Fontecave, M. Inorg. Chem. 2007, 46, 1817-1824
21. Hu, X.; Brunschwig, B. S.; Peters, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8988-8998
22. Jacobsen, G. M.; Yang, J. Y.; Twamley, B.; Wilson, A. D.; Bullock, R. M.; Rakowski DuBois, M.; DuBois, D. L. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 167-174
23. Pantani, O.; Naskar, S.; Guillot, R.; Millet, P.; Anxolabé heìre-Mallart, E.; Aukauloo, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 9948-9950
24. Dempsey, J. L.; Brunschwig, B. S.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1995-2004
25. McCrory, C. C. L.; Uyeda, C.; Peters, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3164-3170
26. Anxolabéheìe-Mallart, E.; Costentin, C.; Fournier, M.; Nowak, S.; Robert, M.; Savéant, J.-M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6104-6107
27. Sun, Y.; Bigi, J. P.; Piro, N. A.; Tang, M. L.; Long, J. R.; Chang, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9212-9215
28. Bernhardt, P. V.; Jones, L. A. Inorg. Chem. 1999, 38, 5086-5090
29. Du, P.; Knowles, K.; Eisenberg, R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12576-12577
30. Lazarides, T.; McCormick, T.; Du, P.; Luo, G.; Lindley, B.; Eisenberg, R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9192-9194
31. Lakadamyali, F.; Reisner, E. Chem. Commun. 2011, 47, 1695-1697
32. Kilgore, U. J.; Roberts, J. A. S.; Pool, D. H.; Appel, A. M.; Stewart, M. P.; DuBois, M. R.; Dougherty, W. G.; Kassel, W. S.; Bullock, R. M.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5861-5872
33. Stubbert, B. D.; Peters, J. C.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18070-18073
34. Karunadasa, H. I.; Chang, C. J.; Long, J. R. Nature 2010, 464, 1329-1333
35. Karunadasa, H. I.; Montalvo, E.; Sun, Y.; Majda, M.; Long, J. R.; Chang, C. J. Science 2012, 335, 698-702
36. Quentel, F.; Passard, G.; Gloaguen, F. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7757-7761
37. Winter, M. Abundance in Earth's crust. http://www.webelements.com/ periodicity/abundance-crust/
38. USGS Commodity Statistics and Information. http://minerals.usgs.gov/ minerals/pubs/commodity/
39. Liu, T.; Chen, S.; ÓHagan, M. J.; Rakowski DuBois, M.; Bullock, R. M.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6257-6272
40. Evans, D. J.; Pickett, C. J. Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 268-275
41. Vincent, K. A.; Parkin, A. Chem. Rev. 2007, 107, 4366-4413
42. Vignais, P. M.; Billoud, B. Chem. Rev. 2007, 107, 4206-4272
43. Fontecilla-Camps, J. C.; Volbeda, A.; Cavazza, C.; Nicolet, Y. Chem. Rev. 2007, 107, 4273-4303
44. Lambertz, C.; Leidel, N.; Havelius, K. G. V.; Noth, J.; Chernev, P.; Winkler, M.; Happe, T.; Haumann, M. J. Biol. Chem. 2011, 286, 40614-40623
45. Darensbourg, M. Y.; Lyon, E. J.; Zhao, X.; Georgakaki, I. P. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3683-3688
46. Gloaguen, F.; Rauchfuss, T. B. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 100-108
47. Tard, C. d.; Pickett, C. J. Chem. Rev. 2009, 109, 2245-2274
48. Ott, S.; Borgström, M.; Kritikos, M.; Lomoth, R.; Bergquist, J.; Åkermark, B. r.; Hammarström, L.; Sun, L. Inorg. Chem. 2004, 43, 4683-4692
49. Cao, W.-N.; Wang, F.; Wang, H.-Y.; Chen, B.; Feng, K.; Tung, C.-H.; Wu, L.-Z. Chem. Commun. 2012, 48, 8081-8083
50. Le Goff, A.; Artero, V.; Metayé, R.; Moggia, F.; Jousselme, B.; Razavet, M.; Tran, P. D.; Palacin, S.; Fontecave, M. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 10790-10796
51. Grim, S. O.; Matienzo, L. J.; Swartz, W. E. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 5116
52. Kumar, S. N.; Bouyssoux, G.; Gaillard, F. Surf. Interface Anal. 1990, 15, 531
53. Seno, M.; Tsuchiya, S. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1976, 8, 165
54. Ott, S.; Kritikos, M.; Åkermark, B.; Sun, L.; Lomoth, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1006-1009
55. Kadish, K. M.; Frémond, L.; Ou, Z.; Shao, J.; Shi, C.; Anson, F. C.; Burdet, F.; Gros, C. P.; Barbe, J.-M.; Guilard, R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5625-5631
56. Boulatov, R.; Collman, J. P.; Shiryaeva, I. M.; Sunderland, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11923-11935
57. Dey, A.; Jenney, F. E.; Adams, M. W. W.; Babini, E.; Takahashi, Y.; Fukuyama, K.; Hodgson, K. O.; Hedman, B.; Solomon, E. I. Science 2007, 318, 1464-1468
58. Fourmond, V.; Jacques, P.-A.; Fontecave, M.; Artero, V. Inorg. Chem. 2010, 49, 10338-10347
59. Costentin, C.; Drouet, S.; Robert, M.; Savéant, J.-M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11235-11242
60. Costentin, C.; Robert, M.; Saveant, J-M Chem. Soc. Rev. 2013, Advance Article, doi: 10.1039/C2CS35360A.
61. Berben, L. A.; Peters, J. C. Chem. Commun. 2010, 46, 398-400
62. Stanley, J. L.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R. Organometallics 2007, 26, 1907-1911
63. Bockris, J. O. M.; Conway, B. E. Trans. Farad. Soc. 1949, 45, 989-999
64. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
65. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A.;, Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Ö. Farkas; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.;; Fox, D. J. Gaussian 03, C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
66. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822-8824
67. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117-129