Semiconductor nanowires for artificial photosynthesis

Chemistry of Materials

Volumn 26, Issue 1, 2014, Pages 415-422

  Liu, Chong ^a,c   Dasgupta, Neil P ^a   Yang, Peidong ^a,b,c  

^a UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^b Lawrence Berkeley National Laboratory   (United States)

^c LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

artificial photosynthesis; nanowire; solar water splitting

Indexed keywords

ARTIFICIAL PHOTOSYNTHESIS; BUILDING BLOCKES; ECONOMICALLY VIABLE; INTEGRATED DEVICE; ONE-DIMENSIONAL NANOSTRUCTURE; SEMICONDUCTOR NANOWIRE; SOLAR WATER SPLITTING;

BIOMIMETICS; ELECTROCATALYSTS; NANOWIRES;

PHOTOSYNTHESIS;

EID: 84892600394     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm4023198     Document Type: Review

References (82)

1. Faunce, T. A. Energy Environ. Sci 2013, 6, 695
2. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. 2006, 103, 15729
3. Barber, J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 185
4. Faunce, T. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1074
5. Blankenship, R. E. Science 2011, 332, 805
6. Gray, H. B. Nat. Chem. 2009, 1, 7
7. Turner, J. Nat. Mater. 2008, 7, 770
8. Tachibana, Y.; Vayssieres, L.; Durrant, J. R. Nat. Photonics 2012, 6, 511
9. th ed.; Cambridge University Press: Cambridage, UK, 1999.
10. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37
11. Gratzel, M. Nature 2001, 414, 338
12. Walter, M. G.; Warren, E. L.; McKone, J. R.; Boettcher, S. W.; Mi, Q.; Santori, E. A.; Lewis, N. S. Chem. Rev. 2010, 110, 6446
13. Reece, S. Y.; Hamel, J. A.; Sung, K.; Jarvi, T. D.; Esswein, A. J.; Pijpers, J. J. H.; Nocera, D. G. Science 2011, 334, 645
14. Nocera, D. G. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 767
15. Yang, P.; Tarascon, J.-M. Nat. Mater. 2012, 11, 560
16. Hu, S.; Xiang, C.; Haussener, S.; Berger, A. D.; Lewis, N. S. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 2984
17. Pinaud, B. A. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1983
18. Haussener, S.; Hu, S.; Xiang, C.; Weber, A. Z.; Lewis, N. Energy Environ. Sci 2013, 10.1039/C3EE41302K
19. nd ed.; John Wiley & Sons, Inc., 2001.
20. Bolton, J. R.; Strickler, S. J.; Connolly, J. S. Nature 1985, 316, 495
21. Nozik, A. J. Appl. Phys. Lett. 1976, 29, 150
22. Kudo, A. MRS Bull. 2011, 36, 32
23. Maeda, K. ACS Catal. 2013, 3, 1486
24. Liu, C.; Tang, J.; Chen, H. M.; Liu, B.; Yang, P. Nano Lett. 2013, 13, 2989
25. Dasgupta, N. P.; Yang, P. Front. Phys. 2013, 10.1007/s11467-013-0305-0
26. Yang, P.; Yan, R.; Fardy, M. Nano Lett. 2010, 10, 1529
27. Krol, R.; Liang, Y.; Schoonman, J. J. Mater. Chem. 2008, 18, 2311
28. Osterloh, F. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2294
29. Kamat, P.; Tvrdy, K.; Baker, D.; Radich, J. Chem. Rev. 2010, 110, 6664
30. Hagfeldt, A.; Grätzel, M. Chem. Rev. 1995, 95, 49
31. Bockris, J. O. M.; Ammar, I. A.; Huq, A. K. M. S. J. Phys. Chem. 1957, 61, 879
32. Marković, N. M.; Grgur, B. N.; Ross, P. N. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 5405
33. McKone, J. R.; Warren, E. L.; Bierman, M. J.; Boettcher, S. W.; Brunschwig, B. S.; Lewis, N. S.; Gray, H. B. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3573
34. Jeremiasse, A. W.; Bergsma, J.; Kleijn, J. M.; Saakes, M.; Buisman, C. J. N.; Cohen Stuart, M.; Hamelers, H. V. M Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 10482
35. Benck, J. D.; Chen, Z.; Kuritzky, L. Y.; Forman, A. J.; Jaramillo, T. F. ACS Catal. 2012, 2, 1916
36. Kibsgaard, J.; Chen, Z.; Reinecke, B. N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11, 963
37. Burke, L. D.; Murphy, O. J.; O'Neill, J. F.; Venkatesan, S. J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1 1977, 73, 1659
38. Lee, Y.; Suntivich, J.; May, K. J.; Perry, E. E.; Shao-Horn, Y. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 399
39. Kanan, M. W.; Nocera, D. G. Science 2008, 321, 1072
40. DincaÌ, M.; Surendranath, Y.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. 2010, 107, 10337
41. Trotochaud, L.; Ranney, J. K.; Williams, K. N.; Boettcher, S. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 17253
42. Smith, R. D. L.; Prévot, M. S.; Fagan, R. D.; Zhang, Z.; Sedach, P. A.; Siu, M. K. J.; Trudel, S.; Berlinguette, C. P. Science 2013, 340, 60
43. Gerken, J. B.; Chen, J. Y. C.; Massé, R. C.; Powell, A. B.; Stahl, S. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6676
44. Kuhl, K. P.; Cave, E. R.; Abram, D. N.; Jaramillo, T. F. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7050
45. Barton Cole, E.; Lakkaraju, P. S.; Rampulla, D. M.; Morris, A. J.; Abelev, E.; Bocarsly, A. B. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 11539
46. Appel, A. M. Chem. Rev. 2013, 10.1021/cr300463y
47. Hou, Y. Nat. Mater. 2011, 10, 434
48. Yuhas, B. D.; Prasittichai, C.; Hupp, J. T.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15854
49. Dasgupta, N. P.; Liu, C.; Andrews, S.; Prinz, F. B.; Yang, P. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12932
50. Popczun, E. J.; McKone, J. R.; Read, C. G.; Biacchi, A. J.; Wiltrout, A. M.; Lewis, N. S.; Schaak, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9267
51. McKone, J. R.; Sadtler, B. F.; Werlang, C. A.; Lewis, N. S.; Gray, H. B. ACS Catal. 2012, 3, 166
52. Elam, J. W.; Dasgupta, N. P.; Prinz, F. B. MRS Bull. 2011, 36, 899
53. Yang, X.; Du, C.; Liu, R.; Xie, J.; Wang, D. J. Catal. 2013, 304, 86
54. Esposito, D. V.; Levin, I.; Moffat, T. P.; Talin, A. A. Nat. Mater. 2013, 12, 562
55. Liu, R.; Stephani, C.; Han, J. J.; Tan, K. L.; Wang, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4225
56. Pickrahn, K. L.; Park, S. W.; Gorlin, Y.; Lee, H.-B.-R.; Jaramillo, T. F.; Bent, S. F. Adv. Energy Mater. 2012, 2, 1269
57. Riha, S. C.; Klahr, B. M.; Tyo, E. C.; Seifert, S.; Vajda, S.; Pellin, M. J.; Hamann, T. W.; Martinson, A. B. F. ACS Nano 2013, 7, 2396
58. Li, Y.; Cox, J. T.; Zhang, B. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3047
59. Liu, C.; Hwang, Y. J.; Jeong, H. E.; Yang, P. Nano Lett. 2011, 11, 3755
60. Boettcher, S. W. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1216
61. Seger, B.; Pedersen, T.; Laursen, A. B.; Vesborg, P. C. K.; Hansen, O.; Chorkendorff, I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1057
62. Lee, M. H.; Takei, K.; Zhang, J.; Kapadia, R.; Zheng, M.; Chen, Y.-Z.; Nah, J.; Matthews, T. S.; Chueh, Y.-L.; Ager, J. W.; Javey, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 10760
63. Sun, J.; Liu, C.; Yang, P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19306
64. Liu, C.; Sun, J.; Tang, J.; Yang, P. Nano Lett. 2012, 12, 5407
65. Zhang, J. Z. MRS Bull. 2011, 36, 48
66. Kurdett, J. K. Chemical Bonding in Solids; Oxford University Press: New York, 1995.
67. Foley, J. M.; Price, M. J.; Feldblyum, J. I.; Maldonado, S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5203
68. Liu, B.; Aydil, E. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3985
69. Hwang, Y. J.; Hahn, C.; Liu, B.; Yang, P. ACS Nano 2012, 6, 5060
70. Cho, I. S.; Lee, C. H.; Feng, Y.; Logar, M.; Rao, P. M.; Cai, L.; Kim, D. R.; Sinclair, R.; Zheng, X. Nat. Commun. 2013, 4, 1723
71. Hwang, Y. J.; Boukai, A.; Yang, P. Nano Lett. 2008, 9, 410
72. Mayer, M. T.; Lin, Y.; Yuan, G.; Wang, D. Acc. Chem. Res. 2013, 10.1021/ar300302z
73. Kelzenberg, M. D. Nat. Mater. 2010, 9, 239
74. Dasgupta, N. P.; Xu, S.; Jung, H. J.; Iancu, A.; Fasching, R.; Sinclair, R.; Prinz, F. B. Adv. Funct. Mater 2012, 22, 3650
75. Mayer, M. T.; Du, C.; Wang, D. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 12406
76. Kuykendall, T.; Ulrich, P.; Aloni, S.; Yang, P. Nat. Mater. 2007, 6, 951
77. Hu, S.; Chi, C.-Y.; Fountaine, K. T.; Yao, M.; Atwater, H. A.; Dapkus, P. D.; Lewis, N. S.; Zhou, C. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1879
78. Hwang, Y. J.; Wu, C. H.; Hahn, C.; Jeong, H. E.; Yang, P. Nano Lett. 2012, 12, 1678
79. Chen, Y. W.; Prange, J. D.; Dühnen, S.; Park, Y.; Gunji, M.; Chidsey, C. E. D.; McIntyre, P. C. Nat. Mater. 2011, 10, 539
80. Paracchino, A.; Laporte, V.; Sivula, K.; Grätzel, M.; Thimsen, E. Nat. Mater. 2011, 10, 456
81. Formal, F.; Tétreault, N.; Cornuz, M.; Moehl, T.; Grätzel, M.; Sivula, K. Chem. Sci. 2011, 2, 737
82. rd ed.; Springer: New York, 2003.